O projeto de um sistema fotovoltaico envolve orientação dos módulos, disponibilidade de área, estética, disponibilidade do recurso solar, demanda a ser atendida e diversos outros fatores. Através do projeto pretende-se adequar o gerador fotovoltaico às necessidades definidas pela demanda. O dimensionamento de um sistema fotovoltaico é o ajuste entre a energia radiante recebida do sol pelos módulos fotovoltaicos e a necessidade de suprir a demanda de energia elétrica.
Antes de prosseguir descrevendo etapas de um projeto, é necessário fazer uma separação entre sistemas fotovoltaicos isolados da rede e sistemas fotovoltaicos conectados à rede. No primeiro caso o sistema gerador visa atender a um determinado consumo de energia elétrica, e é fundamental estimar esta demanda energética com precisão para que o sistema projetado produza a energia necessária. Já no segundo caso, o consumo de energia elétrica da instalação é menos importante, pois pode ser complementado com energia extraída da rede de distribuição.
APLICAÇÕES DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
Os Sistemas Fotovoltaicos podem ser classificados em duas categorias principais: isolados e conectados à rede. Em ambos os casos, podem operar a partir apenas da fonte fotovoltaica ou combinados com uma ou mais fontes de energia, quando são chamados de híbridos. A utilização de cada uma dessas opções depende da aplicação e/ou da disponibilidade dos recursos energéticos. Cada um deles pode ser de complexidade variável, dependendo da aplicação em questão e das restrições específicas de cada projeto. Isto pode ser facilmente visualizado, por exemplo, quando se considera a utilização de um sistema híbrido diesel-fotovoltaico. Neste caso, a contribuição de cada fonte poderá variar de 0 a 100 %, dependendo de fatores como: investimento inicial, custo de manutenção, dificuldade de obtenção do combustível, poluição do ar e sonora do grupo gerador a diesel, área ocupada pelo sistema fotovoltaico, curva de carga etc.
Sistemas isolados, puramente fotovoltaicos ou híbridos, em geral, necessitam de algum tipo de armazenamento. O armazenamento pode ser em baterias, quando se deseja utilizar aparelhos elétricos nos períodos em que não há geração fotovoltaica, ou em outras formas de armazenamento de energia. A bateria também funciona como uma referência de tensão c.c. para os inversores formadores da rede do sistema isolado.
Os Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede dispensam o uso de acumuladores, pois a energia por eles produzida pode ser consumida diretamente pela carga, ou injetada diretamente na rede elétrica convencional, para ser consumida pelas unidades consumidoras conectadas ao sistema de distribuição. Estes sistemas são basicamente de um único tipo e são aqueles em que o gerador fotovoltaico representa uma fonte complementar ao sistema elétrico ao qual está conectado.
Instalações deste tipo vêm se tornando cada vez mais populares em diversos países europeus, Japão, Estados Unidos, e mais recentemente no Brasil. As potências instaladas vão desde poucos kWp em instalações residenciais, até alguns MWp em grandes sistemas operados por empresas.
Micro e Minigeração fotovoltaica
No Brasil, os sistemas fotovoltaicos enquadrados como sistemas de micro e minigeração, são regulamentados pela Resolução Normativa Aneel Nº 482/2012, e devem atender aos Procedimentos de Distribuição (PRODIST), Módulo 3, e às normas de acesso das distribuidoras locais. A Resolução 482
estabelece as condições gerais para o acesso de microgeração e minigeração distribuídas aos sistemas de distribuição de energia elétrica e o sistema de compensação de energia elétrica, cujas definições são:
Microgeração distribuída: central geradora de energia elétrica, com potência instalada menor ou igual a 100 kW e que utilize fontes com base em energia hidráulica, solar, eólica, biomassa ou cogeração qualificada, conforme regulamentação da Aneel, conectada na rede de distribuição por meio de instalações de unidades consumidoras.
Minigeração distribuída: central geradora de energia elétrica, com potência instalada superior a 100 kW e menor ou igual a 1 MW para fontes com base em energia hidráulica, solar, eólica, biomassa ou cogeração qualificada, conforme regulamentação da Aneel, conectada na rede de distribuição por meio de instalações de unidades consumidoras.
Sistema de compensação de energia elétrica: sistema no qual a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeração distribuída ou minigeração distribuída é cedida, por meio de empréstimo gratuito, à distribuidora local e posteriormente compensada com o consumo de energia elétrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde os créditos foram gerados,desde que possua o mesmo Cadastro de Pessoa Física (CPF) ou Cadastro de Pessoa Jurídica (CNPJ) junto ao Ministério da Fazenda.
A base do dimensionamento no caso de sistema isolado é entender que o sistema deve gerar mais eletricidade do que o limite estabelecido para consumo. Deve-se definir um período de tempo e a produção de eletricidade neste período deve ser maior do que a demanda elétrica a ser atendida. Isto deve se repetir nos períodos subsequentes.
A maneira mais tradicional para determinar a demanda de uma unidade consumidora é somar as energias consumidas por cada equipamento. Isto é geralmente feito em uma planilha, onde estão listados os equipamentos, sua potência elétrica, o tempo diário de funcionamento e os dias de utilização por semana, para que se disponha de dados diários de energia consumida, em Wh/dia. Esta estimativa pode ser realizada em média semanal, obtendo-se um valor médio de energia elétrica consumida por dia.
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Gostaria de saber mais do sistema solar sem conexão a rede, pois desejo colocar em minha casa.
Gostaria de saber qual é o custo é se é seguro.
Olá Ivan, obrigado pelo contato!
O sistema fotovoltaico off grid é mais caro do que o sistema on grid. Por não ser conectado à rede pública, ele necessita de alguns equipamentos diferenciados para ter autonomia e ser autossustentável, como o uso de baterias. Esse sistema isolado é bastante completo, com a sua estrutura dividida em três diferentes blocos, que são:
bloco gerador — módulos fotovoltaicos, cabos e suportes estruturais;
bloco de condicionamento de potência — inversor e controlador de carga;
bloco de armazenamento — bateria.