No planejamento de uma instalação fotovoltaica sempres nos deparamos com as seguintes questões:

  • Quais são os efeitos de sombreamento por prédios altos na vizinhança?
  • Quais as opções para instalar um sistema fotovoltaico nestes casos?
  • Como será a cara final do prédio?

O estudo de caso a seguir (um caso real) ajuda a entender essas questões de forma melhor e a tomar decisões. Acompanhe os passos ...

1. Modelar a situação no software PV*SOL premium

Vista aérea da frente para a rua. A casa é virada para norte, com desvio pequeno de 12° para o oeste.

Vista a partir da rua:

2. Criar potenciais áreas para os módulos fotovoltaicos

1. Em cima do muro

2. em cima do telhado avançado

3. Em cima da mureta do telhado

4. Em cima da garagem, em duas fileiras

... e ainda

5. em área levantada acima do muro da frente, alinhado com

6. uma estrutura em cima do telhado

3. Simular o sombreamento

Os passos anteriores podem ser feitas em qualquer software de desenho, AutoCAD por exemplo. Quando chegamos ao passo da avaliação do sombreamento, precisamos um software que calcule os raios solares ao longo do ano, de hora em hora, ou até de minuto em minuto. O PV*Sol premium faz isto.

O primeiro resultado são informações em cores, indicando onde há mais sombra, e em percentual, informando para cada módulo, quanto ele perde ao longo do ano. Neste passo de modelagem 3D são indicadores, quais áreas devem ser evitadas.

1. A área em cima do muro recebe muita sombra, menos a parte central
2. A área em cima do telhado avançado é muito prejudicada pelas laterais: o muro do lado esquerdo e os prédios do lado direito.

3. A área em cima da mureta do telhado parecia promissora. No entanto, o prédio alto à direita joga muita sombra durante a tarde. 

Vale lembrar que o percurso do sol, durante o verão, passa pelo lado sul e nos deixa aproveitar menos a frente livre dessa instalação.

4. A área em cima da garagem, na parte da frente, é a única que realmente recebe um bom sol durante o ano inteiro.

5. Será que a elevação da estrutura acima do muro da frente trará um resultado melhor?

Compare com a área (1): a sombra do muro à esquerda ficou reduzida e a parte da direita acompanha os resultados da estrutura em cima da garagem.

6. Se alinharmos a estrutura em cima da garagem com a anterior, chegamos a um resultado interessante.

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Mundialmente, o software PV*SOL é um dos mais utilizados para simulação de sistemas fotovoltaicos. Ele é conhecido pela facilidade de uso:

  • O menu orienta o usuário na elaboração do projeto, passo a passo, numa sequência lógica e simples;
  • Em poucos cliques é possível criar cenários 3D, compreensíveis por clientes leigos;
  • O software prevê horizonte, prédios, recortes no telhado, vegetação, antenas e muito mais para o cálculo do sombreamento, que é crítico para instalações fotovoltaicas
  • Módulos e inversores são configurados e verificados na montagem do projeto;
  • A simulação usa dados climáticos precisos e detalhados;
  • O resultado é apresentado em um relatório, que inclui retorno financeiro e outros gráficos.

A qualidade da simulação numérica do software foi conferida em 2014 pelo NREL (National Renewable Energy Laboratório) do governo dos EUA, comparando-a com instalações reais. Os resultados foram aprovados.

O software é produzido pela empresa Valentin Software GmbH. A aquisição ocorre online pelo site do fabricante.

Parece que foi ontem, mas já se passaram dois anos desde que instalamos nosso sistema de energia solar, o primeiro no Rio de Janeiro a ser conectado na rede. Foi o início de um movimento que deve chegar a 1000 instalações nos próximos dias.

Ao longo desse período vimos realizando intenso acompanhamento visando identificar o seu potencial de geração, bem como de retorno de investimento. Alguns números nos deixaram orgulhosos: a área de apenas 16 m² gerou 5,4 MWh e evitou a emissão de 3,3 toneladas de gases de efeito estufa!

O resultado financeiro também é muito bom. Ao invés de pagar R$ 5.370 pagamos apenas R$ 2.580 considerando a auto-geração. Se o conselho dos secretários de fazenda não tivesse optado por taxar com ICMS a energia que emprestamos à concessionária, teríamos economizado R$ 590 a mais.

Felizmente, muitos estados já perceberam que eles terão muito mais benefícios ao isentar esta energia, como a criação de empregos e a aceleração do setor, aumentando a arrecadação de impostos na cadeia de fornecimento. Oito estados estão neste seleto grupo (MG, MS, SP, CE, RN, TO, GO, PE). Os demais devem correr para não ficar para trás, pois, conforme estudo do Greenpeace, a indústria solar deve superar a indústria petrolífera em número de empregos antes de 2020.

Sabemos que o regime de chuvas varia muito de ano para ano. Será que a irradiação solar é mais confiável, conforme dizem os meteorologistas?  Nossas medições confirmam isso, embora dois anos seja um período curto para uma afirmação definitiva. De toda forma, os resultados são animadores, conforme registrado no gráfico acima.

Fechamos este informativo, como sempre, com uma chamada disponibilizando nossos cursos para sua capacitação: a turma para microgeração em outubro já lotou (cada vez mais cedo), mas para o novo curso de usinas ainda temos as últimas vagas. Aproveitem, os instrutores trazem muito conhecimento. E abrimos mais uma turma sobre aquecimento solar em novembro. Garanta sua vaga!

No dia 6 de agosto de 2013 foi conectado o primeiro sistema de energia solar à rede da concessionária Light no Rio de Janeiro. A instalação foi executada no telhado de uma casa residencial em Santa Teresa, onde se encontra também o escritório da empresa Solarize, idealizadora do projeto. 

Com potência de 2 kW, o sistema tem gerado uma média de 231 kWh por mês, o que corresponde a 60% do consumo da casa.

Veja mais fotos nesta galeria.

Funcionamento Elétrico

O sistema consiste em um arranjo fotovoltaico de aproximadamente 16,5 m², constituído por dez módulos com potência de 235 W cada, totalizando 2,35 kW de potência. Eles geram energia elétrica em corrente contínua a partir da radiação solar. 

Fios levam a energia até o inversor de potência de 2 kW que transforma a corrente contínua em corrente alternada de 220 V. O inversor mantém sempre a sincronização com a rede. Por segurança, ele  desliga a geração em casos de falhas, evitando assim qualquer perigo de choque para funcionários da concessionária que estejam trabalhando na linha (função chamada de “anti-ilhamento”).
 
Troca da Energia com a Concessionária

A geração da energia depende das condições climáticas: com sol forte, a geração é maior. De manhã e ao final da tarde, a geração cai. Em dias com passagem de nuvens, a geração oscila fortemente.

Por outro lado, o consumo depende dos hábitos dos moradores. Ligam e desligam-se aparelhos a qualquer hora, conforme necessidades individuais.

Temos dois objetivos desconexos a alcançar: a energia solar deve ser aproveitada totalmente, haja ou não consumo dentro da casa. E os moradores devem ter a liberdade de ligar aparelhos elétricos independentemente do sol.

Esses objetivos são alcançados por um sistema interligado. A geração solar é injetada diretamente na rede da casa. Esta energia flui preferencialmente para os aparelhos dentro da casa (o inversor impõe preferência gerando com uma tensão levemente superior à da rede). Quando há excedente, esta energia é injetada na rede da concessionária e redistribuída na vizinhança.

Em horas com consumo superior à geração, a energia da concessionária complementa a energia solar. Os aparelhos continuam funcionando - eles não sabem nem precisam saber de onde vem a energia.

A grande vantagem deste esquema é a simplicidade: não há baterias (caras e de vida útil restrita), nem sequer é preciso qualquer chaveamento ou controle do fluxo da energia. O sistema solar é conectado simplesmente em algum quadro de distribuição ao barramento, mediante disjuntor.

A Compensação da Energia

O consumidor que instala um sistema de geração recebe da concessionária um medidor bidirecional, que registra tanto o consumo quanto a injeção da energia, de forma separada. No final do mês, a concessionária apura o balanço energético e calcula o faturamento. Legalmente, esta ligação permite ao cidadão compensar seu consumo de energia, regulamentada pela Aneel na REN 482/2012. Venda de energia não é previsto.

Se sobrar energia nesta compensação, então ganha-se um crédito válido por 72 meses.

Monitoramento

Quer acompanhar o funcionamento do sistema online? Quer analisar a geração ao longo do dia, do mês ou do ano? Então aproveite as várias formas de monitoramento que providenciamos.

Na página principal do nosso site, você deve ter visto o gráfico da geração ao longo do dia. Os dados deste gráfico são fornecidos por um aparelho que monitora o sistema (data logger), Web´Log comfort, da empresa Meteocontrol. Ele envia os dados também para o site safer'Sun Public, onde é possível acompanhar milhares de sistemas no mundo inteiro. O objetivo é poder comparar sistemas diferentes de forma contínua para detectar eventuais problemas cedo. 

 

Acesse aqui a geração do nosso sistema, aberto ao público. A versão profissional do site permite ainda muito mais análises profundas. 

Um outro acesso entra diretamente no inversor. Além dos dados da geração em tempo real, ele permite baixar dados diários, mensais e anuais para analisar em planilhas. Usamos esta função para acompanhar o rendimento do sistema, quando comparado com a conta de energia. Para acesar nosso sistema clique aqui e utilize usuário "solarize" e senha "solarize".

Smart Grid

Em maio de 2016 implantamos funções de Smart Grid. O objetivo é otimizar o uso da energia solar dentro da residência e reduzir a troca da energia com a rede da concessionária. Aproveitamos a funcionalidade do dispositivo Meteocontrol Web´Log de ligar outros aparelhos quando a geração de energia ultrapassa um limite programável e conectamos a bomba de filtragem da piscina através de uma contatora. Agora, a piscina é filtrada somente quando há muito sol incidindo.

Resultados

Os resultados energéticos e financeiros do nosso sistema estão sendo muito interessantes. Acompanhe dados atuais no blog.