(06) Configuração da distribuição de energia

Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em qualquer localidade que receba radiação solar suficiente e podem ser classificados como Isolados ou conectados à rede;

SISTEMAS ISOLADOS

Esse tipo de sistema não possui contato com a rede de distribuição das concessionárias e são instalados em locais que não são contemplados pela rede ou como sistemas de backup. Os sistemas isolados podem ser híbridos – possui outra fonte geradora e energia além do sistema fotovoltaico- ou autônomos – dependem exclusivamente da fonte solar de energia. Os bancos de baterias costumam ser maiores, já que se a radiação solar não for suficiente para recarregar a parcela de energia utilizada, as baterias deverão suprir eletricidade por mais dias.

Um Sistema Fotovoltaico Isolado depende unicamente do sol para fornecer potência elétrica às suas cargas e possui um sistema de armazenamento de energia que, na maioria das vezes, é constituído por um Banco de Baterias. Nos sistemas autônomos os bancos de baterias costumam ser maiores, já que se a radiação solar não for suficiente para recarregar a parcela de energia utilizada, as baterias deverão suprir eletricidade por mais dias.

O único componente dos sistemas fotovoltaicos que é comum tanto aos sistemas isolados quanto aos sistemas conectados à rede, é o painel fotovoltaico, mas a configuração, geralmente, é diferente. Na maioria dos casos, mesmo sendo de mesma potência-pico, a tensão de trabalho dos dois sistemas é diferente, o que dificultaria a mudança de um sistema para o outro.

Os principais componentes de um sistema fotovoltaico autônomo são descritos a seguir:

(1) Painel fotovoltaico. É o componente ativo do sistema, responsável por converter a energia do sol em energia elétrica aproveitável.

(2) Dispositivo de condicionamento de potência. O controlador de carga é o principal representante desta categoria. Os melhores controladores de carga possuem MPPT, sigla em inglês que significa seguidor do ponto de máxima potência. Este dispositivo/funcionalidade permite melhor aproveitamento da potência gerada pelo painel fotovoltaico.

(3) Banco de baterias, que tem a função de armazenar a energia gerada pelo painel fotovoltaico. As baterias fornecem energia para as cargas, tanto nos períodos sem insolação, quanto nos períodos de sol, no caso de cargas que consumam grandes correntes em períodos curtos. O banco de baterias é o principal componente de um sistema PV autônomo. A função do painel fotovoltaico é carregar as baterias.

(4) Inversor autônomo. A eletricidade gerada pelos sistemas fotovoltaicos é em corrente contínua. Para utilizar os aparelho convencionais em corrente alternada, a eletricidade é convertida nesse aparelho. O uso do inversor traz tanto benefícios, quanto perdas: o inversor consome uma parte da energia convertida, mas seu uso permite, além do uso de aparelhos elétricos cotidianos, um dimensionamento mais econômico do cabeamento para as cargas. Com o aumento da tensão, é possível utilizar correntes menores para uma mesma potência ( potência = tensão * corrente), o que diminui perdas por efeito joule.

De todos os dispositivos citados acima, os módulos fotovoltaicos são os que duram mais. Os fabricantes dão garantia de eficiência na conversãoentre 10 e 20 anos. Os que duram menos são as baterias: entre 2 e 7 anos. Existem baterias especiais feitas para durar mais tempo, que excedem os 10 anos. Como são mais caras, geralmente não são tão utilizadas. Quanto aos dispositivos eletrônicos, como os controladores e inversores, a vida média é de 10 anos.

SISTEMAS INTERLIGADOS À REDE (ON-GRID)

Um Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede trabalha convertendo a energia solar em eletricidade, injetando o potencial gerado diretamente à rede de distribuição. Nesse sistema, o principal componente é o inversor (grid-tie), já que é o responsável por gerenciar todo o sistema, tanto no lado de corrente contínua, quanto no lado de corrente alternada.

Os inversores grid-tie atuais possuem seguidor do ponto de máxima potência — MPPT, que lhes permite aproveitar ao máximo a capacidade de geração do arranjo fotovoltaico ao qual está conectado.

Enquanto nos sistemas autônomos, o painel deve ser dimensionado para fornecerem pelo menos o potencial elétrico de um dia de uso típico no período menos favorável, no sistema on grid o painel não está atrelado aos dispositivos de consumo, e sim à área disponível para a sua instalação.

Como os sistema PV on-grid fazem uso da rede de distribuição elétrica das concessionárias, seu uso deve ser regulamentado pelos órgãos responsáveis. Em alguns países há incentivos ao uso de energia elétrica de fontes renováveis, inclusive com tarifas para venda de energia por parte do cliente para a concessionária de energia.

São dois, os modos de tarifação para injeção de energia na rede

• Tarifa de Dedução (ou Medição Liquida) — Consiste na medição do consumo subtraindo a geração. Isso quer dizer que o cliente da concessionária, que gera sua própria energia e a injeta na rede, pagará ao final do mês a diferença entre o que consumiu e o que gerou.

• Tarifa de Injeção Total — A energia é totalmente injetada na rede de distribuição. Enquanto no sistema de net metering pode haver apenas um medidor que “gira ao contrário” quando o sistema on-grid está gerando um potencial maior que o consumido pela edificação, injetando-a na rede; no sistema de gross metering serão necessários dois medidores: um de entrada, que mede a energia que é consumida pela edificação; e um medidor de saída, que mede o potencial elétrico gerado pelo sistema on-grid. Onde há esse sistema de tarifação, geralmente há um “preço diferenciado” para a energia elétrica de fonte fotovoltaica. Esse preço contempla a diferença de custos de geração entre as várias formas de energia de fontes renováveis.