Glauco Diniz Duarte Diretor – porque a energia solar não é muito utilizada no brasil
Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, o mercado de energia solar é considerado um dos mais promissores no Brasil e em muitos lugares do mundo. Porém, ainda existem muitas dúvidas quanto as condições que podem prejudicar a geração de energia solar.
Pensando nisso, desenvolvemos esse conteúdo exclusivo. Com essa leitura, você poderá entender quais atitudes precisam ser tomadas para que o máximo da capacidade de geração de energia seja alcançado.
Leia este artigo e saiba tudo sobre o assunto!
IRRADIÂNCIA SOBRE OS MÓDULOS
Por um lado, a chuva é uma grande aliada quando o assunto é a limpeza dos painéis solares. Mas, por outro, ela prejudica a produção de energia desse tipo de sistema.
Na verdade, não é a chuva propriamente dita que acaba atrapalhando a geração de energia solar. O que influencia essa produção é a questão da nebulosidade, que diminui os níveis de irradiância sobre os módulos, tornando menor a capacidade de produção de energia dos painéis.
A maioria das regiões do nosso país tem índices de precipitação relativamente baixos. Por isso, as características do clima no Brasil representam um grande potencial da fonte solar por aqui, pois apresentam desempenhos altamente satisfatórios mesmo quando analisadas cidades que têm dias mais cinzentos, como Curitiba.
Para dar uma ideia melhor, se pegarmos como parâmetro de comparação a Alemanha, que está entre os países que mais produzem energia solar no mundo, ela fica bem abaixo do Brasil quando o assunto é nível de irradiação solar.
De acordo com o Instituto para o Desenvolvimento de Energias Alternativas na América Latina (IDEAL), a região que tem maior índice de irradiação solar na Alemanha ainda tem 40% a menos de radiação do sol quando comparada a região menos ensolarada do Brasil.
Outro fator que influencia fortemente a ampliação da quantidade de energia elétrica gerada por um sistema fotovoltaico é a irradiância refletida.
Trata-se do conceito denominado Albedo, que é a capacidade que uma determinada superfície tem de refletir a radiação solar. Costumeiramente, os telhados que são claros, compostos por aluzinco, têm maior poder de reflexão das placas instaladas. Consequentemente, a energia elétrica gerada é maior.
Portanto, em resumo, podemos definir a irradiância como a quantidade de energia procedente do sol que atinge uma determinada localização.
A irradiância é diretamente proporcional ao potencial de geração de energia do sistema fotovoltaico. Veja um exemplo prático: se considerarmos que um painel receba 1000 W/m² de irradiância e, com isso, gere 240 W, caso ele tenha 500 W/m² de intensidade luminosa em um dia, ele terá capacidade de gerar 120 W, quando mantidas as mesmas condições anteriores, ou seja, tensão de saída, temperatura, posicionamento, entre outras.
Por isso, podemos chegar a conclusão que os dias nublados geram menos energia do que os dias de sol constante, da mesma maneira que ao meio dia a geração de energia solar será maior do que no período da manhã ou no final de tarde.
INCLINAÇÃO E ORIENTAÇÃO DAS PLACAS SOLARES
A inclinação e orientação das placas solares é um fator que também impacta na geração de energia solar por parte de um sistema fotovoltaico. Se considerarmos uma determinada irradiância, o posicionamento que proporcionará uma geração de energia maior será que o que tiver a incidência direta do feixe luminoso no painel, ou seja, vertical ao plano do painel.
Claro que essa condição, na prática, dificilmente será possível, visto que a luz solar está em constante movimento durante todo o dia, e todo o ano. Outro motivo é o fato dos telhados dos imóveis nem sempre ter a orientação ideal. Porém, sempre que for possível, os especialistas aconselham que seja feita a instalação de modo a chegar o mais perto da condição ideal.
Para as nações que estão localizadas na parte sul da linha do Equador, a orientação mais indicada dos painéis solares é voltada para o norte, pois a luz solar, na maior parte do tempo, terá o seu posicionamento mais para o norte do que para o sul durante todo o ano. Lembre-se que o sol nasce no leste, sobe realizando uma inclinação para o norte e, no final do dia, tem o seu poente no oeste.
Basta, aqui no Brasil, analisar os raios solares durante o inverno ao meio dia, condição ideal para ver o pico da luz solar. Você verá que esses raios terão uma leve inclinação para o Norte.
Portanto, se você quer otimizar a geração de energia elétrica de um sistema fotovoltaico, precisa estar atento à inclinação dos módulos solares. Afinal, conforme dissemos acima, a maior estrela do sistema solar, que justamente por isso leva o seu nome, se movimenta durante todo o ano, alterando a sua inclinação em relação ao plano.
A tarefa de calcular como otimizar a geração de energia dos painéis fotovoltaicos não é simples. Trata-se de um cálculo de muita complexidade, que precisa utilizar programas específicos para chegar ao resultado correto.
Já falamos sobre a orientação, agora vamos abordar a questão da inclinação das placas solares. Com o intuito de tornar esse trabalho um pouco mais simples, normalmente, a instalação dos módulos solares é feita de um modo que a inclinação ideal dos painéis seja o valor angular da latitude de onde o sistema está localizado.
Em vista disso, por exemplo, se você quiser realizar a instalação de um sistema de geração de energia solar na cidade do Rio de Janeiro, onde a latitude é de 23º, o melhor posicionamento para o seu módulo fotovoltaico nesta localização é de 23º de inclinação.
PERDA DE EFICIÊNCIA DOS MÓDULOS
A eficiência do módulo fotovoltaico representa o potencial que o módulo tem para realizar a conversão da luz solar em energia elétrica por meio do sistema fotovoltaico.
A combinação entre a eficiência, a latitude e clima, é imprescindível para que seja calculada a produção de energia solar do sistema ao longo do ano.
Por exemplo, caso um painel solar tenha uma eficiência de 20%, dentro de uma área de 1m², sua capacidade de produção será de 200W nas condições STC (Standart Test Conditions, em português, Condições Padrões de Teste).
Isso significa que esse mesmo painel poderá gerar uma quantidade maior de energia solar em dias de sol forte ou uma quantidade menor quando o céu estiver nublado ou então quando o sol estiver mais baixo no céu.
Para você entender melhor como funciona a eficiência dos módulos, vamos dar um exemplo prático de como é feito esse cálculo.
Digamos que o módulo a ser utilizado seja do tipo policristalino, que tem a potência máxima de 270 W (dentro das condições STC), considerando a tolerância de +/- 3%. Vamos considerar um painel solar no tamanho 1650 x 992 x 40mm.
A primeira conta a ser feita é o cálculo da área do módulo em m². Para isso, basta multiplicar o comprimento pela largura do painel. No caso do nosso exemplo, a equação seria 1650 x 992 = 1.636.800 mm² ou 1,6368 m². Vale ressaltar que o tamanho da área calculada inclui a moldura do módulo.
Vamos considerar que nas condições STC, a irradiação é de 1000W/m². Lembre-se que a temperatura exerce uma influência importante geração de energia solar. No nosso exemplo, vamos presumir que essa temperatura será de 25ºC, que é a da STC.
Sendo assim, caso a potência nominal do módulo, sempre considerando as condições STC, for dividida pelo tamanho da área do módulo em m² e, posteriormente, esse resultado seja dividido por 10, encontraremos a eficiência do módulo em pontos percentuais.
No nosso exemplo, a conta ficaria assim: (270 / 1,6368) / 10 = em torno de 16,5% de eficiência.
Saiba que até os melhores painéis solares sofrem uma perda de eficiência dos módulos. Isso acontece justamente por causa do sol. A luz solar deteriora qualquer tipo de objeto que fica exposta a ela por longos períodos.
Tintas perdem a sua cor, plásticos endurecem e ficam mais propensos a quebrar, as plantas ficam secas. Isto é, qualquer material que sofre exposição ao sol por muitos anos sofrerá algum tipo de deterioração.
Portanto, o causador principal da degradação dos painéis fotovoltaicos é justamente o mesmo fator que permite que eles produzam energia elétrica: a luz do sol.
Por vários motivos, com o passar do tempo, o sol enfraquece as ligações químicas responsáveis pelo funcionamento da célula solar. A maior parte dos painéis solares que são instalados em casas, indústrias ou mesmo em uma usina solar são formados por células fotovoltaicas de silício. E, assim como todos os outros materiais, eles começam a envelhecer por causa de sua exposição constante à luz solar.
