Energia Solar Fotovoltaica
A perceção dos problemas da energia nunca foi tão grande como nos nossos dias.
Atualmente, é ponto assente que o crescimento do consumo de energia, verificado
durante muitos anos, não pode continuar indefinidamente, pois existe um limite para
as reservas de combustíveis fósseis. Com a crise do petróleo, chegou-se à conclusão
de que é necessário poupar energia, encontrando uma alternativa viável,
primeiramente para o petróleo e depois para a eletricidade produzida pelo carvão e
outras fontes energéticas.
A energia solar é, de longe, a fonte alternativa de energia mais atraente para o futuro
pois, além das suas características não poluentes, a quantidade de energia disponível
para conversão é equivalente a várias vezes o atual consumo energético mundial.
São, portanto, estas circunstâncias que estão a propiciar a atualidade deste tema e o
retorno ao aproveitamento máximo da radiação solar.
A ideia de aproveitar a energia solar para fins práticos em benefício do homem não é
nova, pois acompanha a história desde o princípio dos tempos. Nos últimos anos, a
energia solar fotovoltaica tem fornecido energia elétrica para qualquer aplicação e em
qualquer localização na terra e no espaço. Com a criação e desenvolvimento de
«projetos solares», chega-se à conclusão de que dispomos de uma «nova» fonte de
energia, ainda pouco conhecida e menos explorada, que conta com milhões de anos
de existência. O Sol envia para o nosso planeta inesgotáveis radiações caloríficas que,
aproveitadas tecnicamente, podem fornecer a energia que precisamos para manter o
nosso atual nível de vida. Esta, praticamente, não tem fim, não gera resíduos e não é
poluidora. E, ainda por cima, é gratuita.
O que é a Energia Solar Fotovoltaica?
De modo diferente dos sistemas solares para aquecimento de água, os sistemas
fotovoltaicos não utilizam o calor para produzir eletricidade. Interpretando a palavra
«photo», significa «produzido pela luz» e o sufixo «voltaico» refere-se à «eletricidade
produzida por uma reação química». A tecnologia fotovoltaica permite converter,
diretamente, a energia solar em energia elétrica. Quando a luz incide sobre os
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semicondutores, gera-se um fluxo de eletrões, que dá lugar a uma diferença de
potencial. Colocando em contacto cada uma das faces do semicondutor, podemos
extrair corrente elétrica e armazená-la em baterias, para alimentar a instalação elétrica
da casa.
Como funciona?
Ao projetar uma instalação fotovoltaica, há que ter em conta algumas medidas, que
garantam o perfeito funcionamento dos módulos, ao mesmo tempo que se devem
proteger os elementos básicos, de modo a evitar a sua deterioração. Basicamente, um
sistema fotovoltaico conta com os seguintes elementos:
ƒ Módulos fotovoltaicos – o seu objetivo é captar a radiação solar e transformá-la em
energia elétrica. Os módulos são constituídos por células semicondutoras, que
conseguem gerar uma corrente elétrica;
ƒ Baterias – servem para guardar energia. A sua capacidade de armazenamento
deve ser calculada em função das suas necessidades;
ƒ Regulador de carga – é o sistema que impede a sobrecarga das baterias.
ƒ Inversores de corrente – transformam a corrente contínua, produzida nos módulos
fotovoltaicos, em corrente alterna, de modo a adaptar as características da corrente
gerada às da corrente exigida pelos aparelhos eletrodomésticos.
Situação Atual
A potência fotovoltaica instalada em Portugal é, atualmente, um pouco superior a 1000
kWp, repartidos: por 52 % no setor doméstico (sistemas isolados da rede), 20 % nos
serviços (sistemas SOS, emissores das redes de telemóveis, parquímetros e outros),
26 % em sistemas ligados à rede e 2 % em instalações de Investigação e
Desenvolvimento.
O país, devido às suas ótimas condições climáticas, possui condições para a
conversão fotovoltaica, com índices de produção entre os 1000 e os 1500 kWh/ano,
por cada kWp instalado.
Portugal vai ter que enfrentar, nos próximos anos, o desafio lançado pela União
Europeia a que pertence, e que decidiu uma duplicação da contribuição das energias
renováveis, até ao ano 2010. O nosso país é dos que tem mais horas de sol por ano
(3000, ao contrário da Alemanha que só tem 1700). Contudo, somos o pior exemplo
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ao nível da potência fotovoltaica instalada, o que pode ser constatado pelo gráfico que
a seguir se apresenta:
Dimensionamento da instalação
A potência dos módulos fotovoltaicos a instalar, depende da energia elétrica que, em
média, se prevê consumir e do recurso solar disponível no local.
Dependendo da aplicação, poderá também ser ponderada a utilização de um sistema
híbrido, constituído por módulos fotovoltaicos e um gerador auxiliar (por exemplo a
gás, diesel, ou um aerogerador, se o recurso o justificar). Neste tipo de sistemas, os
módulos poderão produzir toda, ou parte da energia que se prevê consumir,
diariamente, funcionando o gerador auxiliar como apoio, quando ocorrem vários dias
sucessivos com muita nebulosidade ou quando o consumo é mais elevado que a
potência do inversor.
Se pretende vir a ser um futuro utilizador de um sistema fotovoltaico, é importante
saber quais os eletrodomésticos e outros equipamentos elétricos que pretende
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instalar, as respetivas potências e o tempo que, em média, serão utilizados, para que
se possa estimar o consumo médio diário de energia elétrica. Se adquirir novos
eletrodomésticos, deverão ser escolhidos aqueles que são mais eficientes (classe A),
ou seja, que gastam menos energia e desempenham as mesmas funções.
Quanto custa a Energia Solar Fotovoltaica?
A energia solar fotovoltaica já é viável em diversas aplicações mas, como sistema
autónomo para uso doméstico, não consegue competir com o preço da energia
elétrica, via rede pública de distribuição devido, principalmente ao alto investimento
inicial requerido e ao custo de manutenção do sistema de armazenamento. Mas, aqui,
é importante salientar que, neste caso, o usuário deixa de ser mero consumidor,
passando a ser um autoprodutor de energia elétrica.
Em seguida, apresentam-se algumas soluções voltadas para o consumidor final:
SOLUÇÃO 1: Sistema de Energia Solar 12VDC/230VAC
Este sistema é suficiente para o uso dos seguintes equipamentos:
ƒ 5 Lâmpadas de Poupança de 10W (3 horas/dia);
ƒ Televisão 50W (4 horas/dia);
ƒ Frigorífico classe A (Consumo diário 500Wh/dia).
O sistema é composto por:
ƒ 5 módulos fotovoltaicos 85W;
ƒ Bateria estacionária 470Ah/100h
ƒ Inversor (c/ regulador 25 Ah)
Preço aproximado: 3900 € (+ IVA 12%) *
SOLUCÃO 2: Sistema de Energia Solar 24VDC/230VAC
Este sistema é suficiente para o uso dos seguintes equipamentos:
ƒ 5 Lâmpadas de Poupança de 10W (5 horas/dia);
ƒ Televisão 50W (4 horas/dia);
ƒ Frigorífico classe A (Consumo diário 700Wh/dia);
ƒ Arca Congeladora classe A (Consumo diário 700Wh/dia);
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ƒ Máquina de lavar roupa classe A (3 vezes/semana);
ƒ Bomba de pressão 400W;
ƒ Outros eletrodomésticos.
O sistema é composto por:
ƒ 16 módulos fotovoltaicos 85W;
ƒ Bateria estacionária 1200Ah/100h
ƒ Inversor
ƒ Regulador de carga solar
Preço aproximado: 14.300 € (+ IVA 12%) *
* Só componentes básicos do sistema. Não incluem transporte, instalação, nem os
materiais para a instalação. Os custos dependem das características do local da
instalação.
Aplicações da Energia Solar Fotovoltaica
ƒ Eletrificação em sistemas individuais ou em mini-rede;
ƒ Sistemas de telecomunicações (retransmissores de Tv, telemóveis e rádio);
ƒ Sinalização ferroviária (passagens de nível);
ƒ Sinalização marítima (boias, faróis);
ƒ Sinalização de estradas (sinais de aviso de perigo, tais como existência de gelo,
ƒ escola);
ƒ Telefones SOS (estradas);
ƒ Parquímetros;
ƒ Bombagem de água (irrigação e abastecimento);
ƒ Vedações elétricas, candeeiros, lanternas;
ƒ Relógios, calculadoras,...
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