Quando se trata de energia solar para ar-condicionado, uma dúvida muito comum é sobre o preço e a quantidade de placas solares necessárias para o dimensionamento do sistema fotovoltaico.
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Nesse artigo você vai conferir, através de duas simulações, qual seria o preço para dimensionar um sistema de energia solar para ar-condicionado utilizando sistemas fotovoltaicos conectados à rede e autônomos (com baterias), bem como a quantidade de módulos fotovoltaicos necessários.
Energia Solar para Ar-Condicionado e as Altas temperaturas
Em épocas de altas temperaturas, como as que estamos vivendo ultimamente, fica claro que as preocupações com o conforto e a qualidade de vida perante o calor intenso são cada vez mais recorrentes.
Além de tomar água com maior frequência para nos hidratar e evitar longos períodos de exposição solar, estamos cada vez mais adquirindo um novo hábito: fazer o uso de ar-condicionado.
Para usufruir desse refrescante equipamento, quem instala um condicionador de ar também deve ter em mente o significante aumento na conta de luz.
Com a entrada e disseminação da energia solar fotovoltaica no mercado brasileiro, juntamente com a crescente demanda por energia elétrica, a primeira pergunta que muitos fazem quando o assunto é eficiência térmica é:
É possível estabelecer um sistema de Energia Solar para ar-condicionado? Qual o tamanho do kit de energia solar para alimentar esses aparelhos?
Como funciona um ar-condicionado e por que consome tanta energia?
Para entendermos melhor toda essa questão, irei explicar de maneira sucinta o funcionamento de um aparelho de ar-condicionado do tipo split.
A unidade condensadora, ou unidade externa, é a responsável por capturar a massa de ar do ambiente externo e introduzi-la ao processo de resfriamento térmico.
Todo esse processo acontece pela intervenção de um compressor, gás refrigerante e dutos de cobre, que levam a massa de ar resfriada para a unidade interna.
A unidade evaporadora, ou unidade interna, é a responsável pelo fluxo do ar refrigerado dentro do ambiente interno. É ela que faz, também, o controle da temperatura interna desejada, velocidade de entrega e filtragem do ar.
Ao final, por consequência desse resfriamento, gotas de água são eliminadas através de uma mangueira de respiro.
Por que é importante conhecer o funcionamento de um ar-condicionado?
Porque esse processo nada mais é que a conversão real da energia elétrica em energia térmica e, por conta disso, possui perdas de eficiência que devem ser consideradas quando analisamos o consumo elétrico de um desses aparelhos, para o correto dimensionamento do sistema de energia solar para ar-condicionado.
Então, para estimarmos qual a capacidade necessária de um sistema fotovoltaico para alimentar um aparelho de ar-condicionado, vamos utilizar como exemplo um aparelho semelhante ao já estudado no artigo em que falei um pouco mais sobre as principais diferenças entre kW (Quilowatt) e kWh (Quilowatt Hora).
Energia Solar para Ar-Condicionado: Calculando o Consumo para o Dimensionamento do Sistema Fotovoltaico
Potência térmica: 9.000 BTU (British Thermal Unit “unidade térmica britânica”)
Função: Quente/Frio
Tensão nominal: 220 V (Volts)
Corrente nominal: 4,63 A (Ampères)
Potência de refrigeração: 815 W (Watts)
Tomando como base a equação para cálculo da potência elétrica, podemos saber qual a demanda energética desse equipamento:
Potência elétrica = Tensão nominal * Corrente nominal
Potência elétrica = 220 * 4,63
Potência elétrica = 1.018,60 W ou 1,02 kW (quilowatt)
Desses 1.018,60 W de potência, o ar-condicionado é capaz de converter 815 W em potência de refrigeração. Ou seja, temos cerca de 80% de eficiência.
Para um aparelho que permanece ligado, em uso, cerca de 8 horas por dia, durante 20 dias de um mês, temos o seguinte cálculo para o consumo de energia elétrica:
8 horas por dia * 20 dias = 160 horas de consumo
Energia elétrica = Potência elétrica * tempo
Energia elétrica = 1.018,60 * 160 = 162,97 kWh/mês
Para termos ideia de quão grande é o consumo de um aparelho de ar-condicionado, segundo dados da ‘Resenha Mensal do Mercado de Energia Elétrica’, disponibilizado em janeiro de 2016 pela EPE (Empresa de Pesquisa Energética), o consumo médio mensal de uma residência em 2015 no Brasil foi de 161,80 kWh/mês.
Ou seja, muito próximo ao consumo de energia elétrica do ar-condicionado durante um mês, calculado no exemplo desse artigo.
Casa com 3 Aparelhos de Ar-Condicionado
Projetando essa situação para uma residência que possui três aparelhos de ar-condicionado, um em cada dormitório, o consumo de energia elétrica oriundo desses equipamentos, é ainda maior. Cerca de 488,91 kWh/mês.
Energia Solar para Ar-Condicionado: Quantas Placas Solares Preciso?
Partimos agora para o dimensionamento do painel solar fotovoltaico necessário para atender a essa demanda.
Como o sistema é autônomo e a tensão nominal de todo o conjunto de geração é em 46,8 V, o módulo fotovoltaico utilizado e considerado para o estudo será semelhante ao ilustrado abaixo:
Modelo: 144 células
Potência nominal: 550 W
Tensão nominal: 46,8 V
Corrente nominal: 10,57 A
A geração fotovoltaica sofre grande perda de eficiência por conta da alta temperatura ambiente. Para o nosso estudo, a perda média está estimada em 23%.
Então, levando-se em consideração a quantidade de energia real diária demandada pelas cargas, a quantidade de horas de radiação solar útil e a corrente nominal do módulo, o conjunto fotovoltaico será formado por:
- 1,23 = cálculo para compensar a perda de 23% prevista no projeto, devido a exposição do módulo nas condições climáticas.
- kWp = Kilo Watt pico, ou a potência do sistema dimensionado.
- 30 dias = período médio de um mês
- 488,91 = consumo calculado para a utilização de três ares-condicionados, conforme exposto anteriormente neste artigo).
Seguindo o cálculo, já encontramos a potência total necessária para atender a demanda da utilização do ar-condicionado na residência. Agora, precisamos encontrar quantos módulos serão necessários para atingimento desta potência.
Considerando o módulo de 550W, temos:
3739 / 550 = 6,79 ou aproximadamente, 7 módulos.
Logo, conclui-se que para atender a demanda de ar-condicionado da residência em questão, precisaremos utilizar no projeto 7 módulos de 550W.
Em uma busca rápida pela internet, é fácil estabelecer o preço médio praticado por um módulo de 550 W e 144 células, cerca de R$ 1.319,10. Para adquirir um sistema com 7 módulos fotovoltaicos, temos em média, um valor de R$ 9.233,70 (preço apenas dos módulos, sem considerar inversor, seguro, frete, projeto, homologação na concessionária e demais itens que compõem a instalação).
Geração de Energia Solar para Ar-Condicionado através de um Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede Elétrica
O sistema fotovoltaico conectado à rede abate o consumo energético da conta de luz no final do mês e, por fim, obter o desconto financeiro tão esperando.
Ele vai abater o consumo de todos os aparelhos elétricos do imóvel, mas se desejássemos calcular o tamanho de um sistema fotovoltaico conectado à rede exclusivamente para alimentar os 3 aparelhos de ar-condicionado do nosso exemplo, qual seria o tamanho de sistema?
De quanta energia solar para ar-condicionado estamos falando exatamente?
Fácil, são os 7 módulos de 550W, ou seja:
7x550w= 3.850 kWp
Seria um sistema de 3,85 kWp
Preço da Energia Solar para Ar-Condicionado em um Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede
Atualmente, o investimento que se faz para adquirir um sistema fotovoltaico conectado à rede, de potência 3,85 kWp, é próximo a R$ 20.000,00 já contando com todos os custos para a solicitação de acesso à rede da distribuidora de energia elétrica e instalação completa do sistema.
Esse valor muda conforme as características do seu imóvel, sendo importante instalar com uma empresa de confiança, e que levará todas variáveis em conta para te fornecer um sistema seguro, eficiente e que durará por mais de 25 anos.
IMPORTANTE: não caia no erro de considerar apenas o preço, porque provavelmente essa é a empresa que não considerou tudo necessário para ter uma instalação com qualidade e/ou não calcula o custo de te prestar um pós-venda durante todo período de vida útil do sistema.
Conclusão
É muito fácil concluir, mesmo através de um dimensionamento fotovoltaico simples, que o sistema solar certamente é a melhor solução para combater o aumento na conta de energia, proveniente da utilização de ar-condicionado.
Nesses exemplos, ainda, desconsideramos inúmeras variáveis que desabonam a geração elétrica e as particularidades de cada projeto como, por exemplo, adaptações elétricas e limitações físicas por conta da falta de espaço e mau posicionamento dos módulos fotovoltaicos.
Portanto, para quem está procurando economia na conta de luz sem comprometer o conforto, bem-estar e a qualidade de vida, a solução é uma só: sistema fotovoltaico conectado à rede.
Essa é, com certeza, a melhor forma de utilizar a energia solar para ar-condicionado.
E então? Agora você já sabe qual a melhor forma de utilizar a energia solar para ar-condicionado? Ficou com alguma dúvida ou deseja fazer alguma observação? Não esqueça de deixar o seu comentário abaixo. Grande abraço e até o próximo artigo.
