Energia Solar Fotovoltaica: 5 Informações de Como Funciona

Energia Solar
Energia Solar Fotovoltaica: 5 Informações de Como Funciona
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A energia solar fotovoltaica, assim como todas as outras tecnologias, possui conceitos, termos e nomenclaturas específicos, com os quais devemos estar familiarizados para sabermos como ela funciona e assim poder aproveitar de todos os seus benefícios.

Neste guia, criado pelo instrutor técnico dos cursos de elétrica da Blue Sol, Lucas Santana, inserimos todas as informações que o primeiro viajante nessa área precisa saber sobre a tecnologia da energia solar fotovoltaica, além da normas e órgãos que regem o setor solar no Brasil.

Leia e aproveite esta pílula de conhecimento!

1 – O efeito fotovoltaico

O Sol, fonte de luz e calor, é a fonte primária que possibilita a geração da energia solar fotovoltaica através da conversão fotovoltaica. Em linhas gerais, o efeito fotovoltaico acontece quando as partículas de luz do sol, chamadas de fótons, incidem na superfície do módulo fotovoltaico.

As células fotovoltaicas que compõem o módulo solar são, em grande parte, compostas por moléculas de Silício (Si).

Essas moléculas, quando atingidas pela luz solar, são excitadas de tal forma que os elétrons presentes nos átomos de Silício se tornam altamente energizados e se movimentam da superfície superior do módulo (que recebe a radiação), para a superfície inferior (que recebe uma película branca de proteção).

Esse movimento libera uma corrente elétrica contínua que é captada pelos filamentos condutores do módulo fotovoltaico.

Essa corrente é então enviada para o inversor interativo, aparelho que transforma essa energia de corrente contínua (CC) para corrente alternada (CA), que é o tipo utilizado em nossas residências ou empresas.

Os inversores também são responsáveis por garantir a segurança do sistema fotovoltaico e gerar dados da geração de energia para o monitoramento do desempenho do sistema.

A energia gerada que não é consumida no momento, dependendo do tipo de sistema, On-Grid ou Off-Grid, poderá então ter destinos diferentes.

Sendo que a energia é injetada na rede elétrica (no caso dos sistemas On-Grid) ou armazenada em um banco de baterias (para os sistemas Off-Grid).

Energia Solar: Composição do módulo fotovoltaico
Composição do Painel Fotovoltaico

2 – Sistemas de Energia Solar Fotovoltaica Off-grid e On-grid

Off-Grid – Sistemas Isolados

Sistemas fotovoltaicos off-grid ou, traduzido livremente para o português, ‘desligado da rede’, são aqueles que operam sem qualquer conexão à rede de distribuição de energia elétrica da concessionária local.

Nesses sistemas, os módulos fotovoltaicos captam a radiação solar e a transformam em energia elétrica contínua.

A partir daí essa corrente é então transferida para o inversor autônomo, que a transforma em corrente alternada e a utiliza para alimentar os equipamentos elétricos da residência.

A energia que não for consumida no momento, é então transferida para o controlador de carga, aparelho que distribui, da melhor forma possível, a energia para o banco de baterias estacionárias – que são semelhantes as baterias automotivas – porém com maior capacidade de descarga. Por serem sistemas isolados de energia solar, não necessitam de quaisquer autorizações das concessionárias de energia elétrica para operarem.

On-Grid – Grid Tie ou Sistema Conectado à Rede

Já os sistemas fotovoltaicos on-grid, ou ‘ligado à rede’, são aqueles que operam conjuntamente à rede de energia elétrica.

A principal distinção desses sistemas é a troca de energia realizada entre eles e a rede elétrica, propiciando abatimentos na fatura de energia elétrica do consumidor.

Nesses sistemas, os módulos fotovoltaicos captam a luz do sol, transformando-a em corrente elétrica contínua, que é então transferida para o inversor Grid-Tie.

Este a transforma em corrente alternada e envia para o quadro de luz, onde ela será usada para alimentar os equipamentos elétricos conectados, como o ar condicionado, por exemplo.

A energia gerada e não consumida, é injetada na rede elétrica e emprestada gratuitamente para a distribuidora, voltando para o consumidor na forma de créditos energéticos, os quais são usados para abatimento da conta de luz referente ao que foi consumido da rede.

Resumidamente temos que os sistemas de energia solar on-grid (conectados à rede) não precisam de baterias; e os sistemas de energia solar isolados, off-grid, precisam de baterias para armazenar a energia gerada.

3 – Órgãos e Normas regulamentadoras do Setor Fotovoltaico

Resolução Normativa Nº482

A ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), através da sua Resolução Normativa nº 482, estabeleceu em 17 de abril de 2012 as condições gerais para o acesso de micro e mini geradores de energia elétrica de forma distribuída, os quais representam para o setor de energia solar fotovoltaica, os sistemas fotovoltaicos instalados nos telhados das residências e empresas.

Dessa forma, todo consumidor ativamente cadastrado no Ministério da Fazenda por um CPF (Cadastro de Pessoa Física) ou um CNPJ (Cadastro Nacional de Pessoa Jurídica) tem concessão para conectar um sistema gerador de energia elétrica próprio, oriundo de fontes renováveis (energia solar fotovoltaica, hidráulica, eólica, biomassa ou cogeração qualificada), paralelamente às redes de distribuição das concessionárias.

Sistema de compensação de energia elétrica

Ao regulamentar o processo de injeção e consumo de energia na rede elétrica, foi criado através dessa resolução o sistema de compensação de energia elétrica.

Nesse sistema, a energia ativa, em Watts, injetada na rede por uma unidade consumidora (qualquer estabelecimento conectado à rede e que consome energia elétrica) com geração distribuída própria, é emprestada gratuitamente à distribuidora local e posteriormente compensada sobre o consumo de energia elétrica ativa, em Watts, dessa mesma unidade consumidora geradora ou de outra unidade consumidora (por exemplo um sítio, fazenda ou casa de praia) ambas com o mesmo titular em CPF ou CNPJ.

Cabe ao consumidor definir a ordem de compensação das unidades consumidoras, excluindo-se a unidade consumidora geradora, que deve necessariamente, ser a primeira a ter seu consumo compensado.

Por exemplo, se um consumidor instalar um sistema gerador em seu sítio, a energia produzida injetada na rede é transformada em créditos energéticos.

Após utilizá-lo para abater do que foi consumido no sítio, o consumidor poderá utilizar o saldo restante para abater do consumo de sua casa na cidade, porém lembrando que ambas propriedades precisam ser do mesmo CPF ou CNPJ e estar na área de concessão da mesma distribuidora.

Economia de 95% na conta de luz

Ainda, segundo a Resolução Normativa nº 482, para o faturamento dessa energia, fica definido que, para consumidores do grupo A (de alta tensão), deve ser cobrado, no mínimo, o valor referente à demanda contratada.

Já para consumidores do grupo B (de baixa tensão), deve ser cobrado o custo de disponibilidade de acesso à rede, pois existe a possibilidade da geração suprir completamente o consumo ativo de energia elétrica, não havendo faturamento excedente a ser cobrado.

De modo simplificado, isso significa que, embora o seu sistema possa gerar 100% da energia que você consome em sua residência ou empresa, a sua conta de luz nunca irá zerar por completo.

Isso porque a distribuidora continuará cobrando a taxa mínima, a qual nada mais é do que o valor cobrado para manter disponível o acesso à sua rede, além dos custos com manutenção e reparos na rede. Essa taxa mínima varia de acordo com a distribuidora.

Resolução Normativa Nº687

Afim de aprimorar a disseminação da energia solar fotovoltaica, a resolução passou por uma revisão em 24 de novembro de 2015 através da Resolução Normativa Nº 687 .

energia solar: sistema fotovoltaico residencial
Representação gráfica de um sistema de energia solar fotovoltaica residencial On-Grid.

Nessa nova resolução, destacam-se a criação das seguintes modalidades:

– Empreendimento com múltiplas unidades consumidoras

Os condomínios verticais e/ou horizontais, situados em mesma área ou áreas muito próximas, podem instalar um sistema gerador em sua área comum, desde que esta e as unidades consumidoras sejam energeticamente independentes entre si.

Assim, divide-se os créditos energéticos gerados entre a área comum e os condôminos participantes, sob responsabilidade do condomínio, da administração ou do proprietário do local.

– Geração compartilhada

Consumidores de CPF ou CNPJ distintos podem, desde que abastecidos pela mesma concessionária distribuidora, se associarem por meio de cooperativa ou consórcio, respectivamente, e compartilharem os créditos energéticos gerados por unidade de micro ou mini geração instalada em local diferente das unidades consumidoras compensatórias.

– Autoconsumo remoto

Consumidor pessoa física que possuir unidades consumidoras de mesma titularidade, assim como consumidor pessoa jurídica, incluídas matriz e filial, que possuam unidade consumidora com micro ou minigeração distribuída em local diferente, podem compartilhar os créditos energéticos entre essas unidades, desde que atendidas pela mesma concessionária distribuidora.

4 – Isenção de impostos

Para os consumidores que têm um sistema de micro ou minigeração distribuída de energia elétrica, existe a isenção de impostos sobre a energia elétrica injetada pelo sistema na rede da distribuidora, ou seja, essa é uma grande vantagem para quem produz sua própria energia.

Ou seja, toda a energia que o sistema solar fotovoltaico gera e que não é consumida instantaneamente, vai para a rede de distribuição. Essa energia então é devolvida ao consumidor no final do mês sem a cobrança de alguns impostos.

PIS e COFINS

A nível federal, concede-se a isenção total da alíquota de PIS (Programa de Integração Social) ou PASEP (Programa de Formação do Patrimônio do Servidor Público) e de COFINS (Contribuição para o Financiamento da Seguridade Social), como anunciado em publicação do Diário Oficial da União, em 7 de outubro de 2015, seção I, artigo 8º.

ICMS

Além disso, os consumidores de 20 estados mais o Distrito Federal são beneficiados com a isenção da alíquota de ICMS (Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Serviços) para a energia elétrica que é injetada na rede pública de distribuição através de um sistema de geração distribuída. Esse benefício é garantido pelo CONFAZ (Conselho Nacional de Política Fazendária) juntamente com a ANEEL, através do convênio 16 do ICMS.

Desde 22 de abril de 2015 esse convênio já passou por diversas atualizações por conta da constante adesão de mais estados, que até então são: Acre, Alagoas, Bahia, Ceará, Goiás, Maranhão, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Paraíba, Pernambuco, Piauí, Rio de Janeiro, Rio Grande do Norte, Rio Grande do Sul, Rondônia, Roraima, São Paulo, Sergipe, Tocantins e o Distrito Federal.

Vale ressaltar que esses benefícios não precisam ser solicitados às concessionárias de energia elétrica ou a qualquer outro órgão governamental.

Uma vez que o sistema de energia solar fotovoltaico é instalado e devidamente regularizado, as isenções já passam a ser concedidas automaticamente.

energia solar: relégio de luz
Energia Solar Fotovoltaica – Injeção de energia gerada na Rede

5 – Durabilidade de um Sistema de Energia Solar

Assim como todo produto, o sistema de energia solar fotovoltaica também precisa de cuidados para que tenha sua vida útil prolongada.

Por ser composto de vários componentes, desde módulos fotovoltaicos a até disjuntores e cabos elétricos, tem-se uma variedade grande dos períodos de vida útil do conjunto.

Por exemplo, os cabos elétricos, se mantidos em boas condições, são capazes de conduzir a energia elétrica por até 30 anos, sem grandes perdas de eficiência.

O mesmo acontece com os módulos fotovoltaicos, que em 20 a 25 anos ainda possuem 80% da sua capacidade inicial de geração.

Os inversores são os equipamentos que sofrem maior desgaste, pois são os responsáveis por converter a energia elétrica, como já mencionado.

Além disso, eles também são responsáveis por garantir a eficiência e melhores rendimentos ao sistema fotovoltaico.

Por esse motivo, possuem vida útil média estimada de 15 anos. Os demais dispositivos, como disjuntores, fusíveis e conectores, são substituídos apenas quando necessário em caso de rompimento.

Estes são apenas alguns dos conceitos iniciais que preparamos para você, que está adentrando o universo fotovoltaico, o qual é rico em informações. A leitura e compreensão deles será de grande ajuda para você seguir em frente.

Deixei aqui seu comentário, sugestão ou dúvida. Sua opinião é muito importante para nós!

Engº. Eletricista – Instrutor Técnico – Blue Sol
Linkedin: Lucas Siqueira Santana
CREA-SP 5069860306

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