Funcionamento

Considerações Iniciais


O grande avanço da indústria fotovoltaica se deu pela possibilidade de interligar um sistema fotovoltaico à rede elétrica convencional, aproveitando o telhado para a instalação do painel fotovoltaico.
Esse tipo de sistema fotovoltaico conectado à rede é a promessa atual para a resolução de diversos problemas energéticos mundiais que, juntamente com outras formas de energia renovável, substituirão os combustíveis fósseis como fonte primária de energia.

Radiação Solar


Radiação solar é a designação dada à energia radiante emitida pelo sol, em particular aquela que é transmitida sob a forma de radiação eletromagnética.
A grandeza empregada, para quantificar a radiação solar, é a irradiância, expressa na unidade de W/m².
Na superfície terrestre, a irradiância da luz solar, é tipicamente em torno de 1000 W/m².
Esta irradiância é adotada como padrão na indústria fotovoltaica.

Atlas Solarimétrico Brasileiro

É um atlas que fornece os valores da radiação solar no território brasileiro, por localidades e meses do ano.
As áreas mais escuras são as mais favoráveis para a instalação de sistemas fotovoltaicos.

Ângulo de incidência


O ângulo segundo o qual, os raios solares atingem a superfície terrestre, varia com a latitude e com as horas do dia.
Uma superfície relativamente perpendicular a um feixe vertical de raios solares, recebe a quantidade máxima de radiação.
Portanto, áreas nas quais os raios solares são oblíquos, estão sujeitas a menor insolação, porque os raios oblíquos são forçados a atravessar uma camada mais espessa de uma atmosfera, que reflete e absorve energia, e porque a energia é espalhada por uma área maior.
O mesmo princípio se aplica aos ângulos de emissão dos raios solares: ao meio-dia solar, a intensidade de insolação é maior; nas horas da manhã ou da tarde, quando o Sol está num ângulo baixo, a quantidade de insolação diminui.

Orientação do painel


A melhor posição de um painel fotovoltaico é aquela que permitirá a maior geração de energia durante 01 ano.
Considerando uma posição localizada no hemisfério sul do planeta, para um sistema conectado à rede (On grid), o painel deverá estar voltado para o norte (N) a um ângulo β com a horizontal.
Sendo β = inclinação do painel em relação ao plano horizontal, e Φ = Latitude da localidade

β=3,7+0,69XΦ

Exemplo: Campo Grande --> Latitude 20,4°
β = 3,7+(0,69 X 20,4) = 3,7 + 14,076 = 17,776 ≈ 18°

Movimentos da terra


O eixo de rotação da Terra, possui uma posição fixa, que está ligeiramente inclinada em 23,5º em relação ao eixo de translação da Terra (movimento da Terra em torno do Sol).
Isto faz com que em determinada época do ano, a luz solar incida com maior intensidade sobre o hemisfério norte e, na outra parte do ano, incida com maior intensidade sobre o hemisfério sul, caracterizando o chamado solstício.
Da mesma forma, ocorre que em determinada época, a luz solar incide de maneira igual sobre os dois hemisférios, caracterizando o equinócio.

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Sombreamento


Um módulo fotovoltaico sujeito a uma sombra causada por um obstáculo, pode deixar de produzir energia.
Para minimizar o efeito do sombreamento nos módulos, os fabricantes adicionam diodos de passagem.
De qualquer forma, deve ser observada a sombra provocada por folhas de árvores, fezes de animais e outros obstáculos.

Off Grid

Nos sistemas isolados (Off-grid), a energia fotovoltaica é acumulada nas baterias, para ser utilizada quando a mesma estiver em déficit. Residências em locais isolados, bombas d'água, sistemas de telecomunicações, postes solares, eletrificação rural, etc.

On-grid


Um sistemas fotovoltaico conectado à rede, em inglês on-grid ou grid-tie, é um gerador de eletricidade que tem como combustível a energia solar, e que trabalha em conjunto com a rede elétrica da distribuidora de energia.
O painel fotovoltaico gera eletricidade em corrente contínua, e o inversor de freqüência (aparelho que faz a interface entre os painéis fotovoltaicos e a rede elétrica) converte em corrente alternada e "injeta" na rede elétrica.
Antes de "injetar" a energia, o inversor "lê" os valores de voltagem e freqüência da rede, para que não haja nenhuma "modificação" na energia.
Podem ser utilizados em residências, comércios, indústrias, etc.

Curva de produção e de consumo


O funcionamento padrão de um sistema fotovoltaico é o seguite: durante o dia ocorre a geração e parte desta energia é consumida instantaneamente.
A outra parte é injetada na rede e é contabilizada a saída.
À noite, quando não há geração, o cliente consome os créditos produzidos durante o dia, ocorrendo o empate "geração = consumo".

Maximização da eficiência

A maximização da eficiência de um sistema fotovoltaico, compreende em reduzir o consumo, com a substituição por equipamentos mais eficientes, o uso mais acentuado da luz natural, as soluções inteligentes de refrigeração de ambientes, evitando o uso excessivo de aparelhos de ar condicionado,etc.