Existem
detalhes particulares de cada sistema, mas os dados básicos são:
·
Sistemas isolados (off-grid):
Relação de equipamentos a serem alimentados com suas respectivas potências
(W) e tempo de uso diário (h),
Tensão de funcionamento dos equipamentos (12V, 110V, 220V, etc.),
Local da instalação (Cidade/Estado),
Autonomia requerida em dias, ou seja, quantos dias sem geração o sistema
deve suportar.
·
Sistemas conectados à rede (grid-tie)
Consumo mensal em kWh
Tensão de funcionamento dos equipamentos (110V, 220V, etc.),
Tipo de sistema (mono ou trifásico),
Local da instalação (Cidade/estado)
O controlador de carga é um equipamento utilizado em sistemas isolados e tem como principal objetivo adequar a energia gerada para seu armazenamento e a proteção das baterias.
O inversor,
nos sistemas isolador (off-grid), transforma a corrente contínua (CC) da
energia armazenada nas baterias em corrente alternada (CA) que é a energia de
sua residência.
Nos sistemas conectados à rede
elétrica (grid-tie) também possuem a função de sincronizar o sistema com a rede
e tomar as decisões de onde utilizar a energia ou enviar a energia gerada em
excesso para a rede.
As baterias
são componentes que permitem o armazenamento de energia. Associadas aos sistemas
geradores permitem o armazenamento da energia gerada quando esta for maior que
o consumo. Esta energia armazenada poderá ser utilizada quando não houver geração,
o que confere estabilidade em termos de demanda de energia e maior
aproveitamento do sistema.
É
aconselhável a utilização de baterias específicas para este tipo de energia,
que são baterias estacionárias ou de descarga profunda, pois como a produção
deste tipo de energia é irregular é necessária uma bateria que suporte
descargas maiores sem afetar sua durabilidade.
Sistema isolado (off-grid) é o sistema utilizado em locais onde não existe acesso à rede de energia, toda a energia gerada é armazenada em baterias.
Infelizmente os incentivos ainda
são poucos no Brasil. Existem programas como o PROESCO (para empresas que
buscam maior eficiência energética), o PRODEM (para levar energia a áreas
remotas) e o Fundo Clima (voltado a geração de energia para distribuição). Além
desses, existem outros incentivos e programas regionais, para fabricantes e
também consumidores. No entanto, a maioria desses incentivos é de difícil
acesso sendo pouco aplicável e muito pouco utilizados se comparados ao
potencial desta tecnologia.
Existe a expectativa
de que novos incentivos surjam nos próximos anos, atualizados e específicos
para energia alternativa.
Sim e esta é uma das aplicações
mais utilizadas em todo o mundo. O sistema funciona de forma integrada com a
rede elétrica (grid-tie) e o consumidor pode trocar energia com esta rede,
pagando apenas a diferença entre seu consumo e a produção própria de energia.
Caso você não tenha acesso à rede
elétrica é possível fazer um sistema isolado (off-grid). Neste caso, o sistema
precisará de baterias para armazenar a energia gerada.
Para aquecimento de água (chuveiro,
piscina, torneiras etc.) pode-se utilizar a energia solar térmica que é mais barata
e eficiente.
Qualquer equipamento pode ser
utilizado, lembrando apenas que chuveiro elétrico, ar condicionado e outros
equipamentos de alta potência necessitam que se instalem muitos painéis ou
gerador eólico de potência maior que a necessária, tornando o projeto
economicamente inviável.
Qualquer equipamento pode ser
utilizado, lembrando apenas que chuveiro elétrico, ar condicionado e outros
equipamentos de alta potência necessitam que se instalem muitos painéis ou
gerador eólico de potência maior que a necessária, tornando o projeto
economicamente inviável.
Não. O sistema adotado pelo
Brasil não permite a venda de energia à concessionária como em outros países.
No entanto existe um sistema de compensação de energia gerando um crédito ao
consumidor quando a geração for maior que o consumo. Esse crédito de energia poderá
ser utilizado em um prazo de até 36 meses pela unidade consumidora ou até mesmo
em outra unidade consumidora do mesmo CPF ou CNPJ, dentro da mesma
concessionária.
Por exemplo, se em um determinado
mês você produz 500 kWh/mês e seu consumo foi de apenas 400 kWh/mês, será
gerado um crédito de 100 kWh/mês. Se num próximo mês seu consumo foi de 550 kWh/mês
e sua produção de 500 kWh/mês, você não pagará nada e ainda terá um crédito de
50 kWh/mês para outros meses.
Sim, inclusive há uma Resolução Normativa da ANEEL (482/2012) que trata inteiramente sobre sistemas de microgeração conectados à rede elétrica. As concessionárias não só devem permitir como têm prazos máximos definidos para avaliação e autorização dos sistemas. Essa Resolução Normativa foi atualizada pela Resolução Normativa da ANEEL - 687/2015
Saiba mais sobre a Resolução Normativa 482/2012 e sobre a Resolução Normativa 687/2015 que foi uma atualização e melhoria à Resolução Normativa 482/2012, acesse o link "Saiba Mais - Sobre Leis e Normas"
Resolução Normativa 482/2012 – ANEEL
Resolução Normativa 687/2015 – ANEEL
Um sistema fotovoltaico conectado
à rede tem uma vida útil de 25 a 30 anos, sendo que a maioria dos painéis
fotovoltaicos tem garantia de 25 anos para produção de pelo menos 80% da
potência nominal.
Um sistema eólico conectado à
rede tem vida útil de 15 a 20 anos com até 100% da potência nominal.
Já os inversores têm garantia de
5 a 10 anos e uma vida útil esperada de 10 a 15 anos, podendo ser trocados.
Alguns microinversores têm vida útil maior, chegando a 25 anos.
No caso dos sistemas isolados, os
inversores e controladores de carga têm garantia de dois anos e vida útil de 5
a 10 anos, mas a principal diferença em termos de custo fica por conta das
baterias que são caras e devem ser substituídas com maior frequência. As
baterias mais usuais têm vida útil de 4 anos e baterias especiais podem chegar
a 10 a 15 anos de duração, sempre dependendo de um bom dimensionamento e uso.
Não.
Este é um pensamento errado, pois os inversores para conexão à rede (grid-tie)
funcionam de forma sincronizada com a rede elétrica e dependem dela para
funcionar. Esta é uma medida de segurança para que os técnicos que estejam
fazendo manutenção na rede não levem choque no caso do sistema estar enviando
energia para a rede.
Se estiver utilizando um sistema
Off-Grid você pode ser independente da concessionária mas, se estiver
utilizando um sistema Grid-Tie você não será independente da concessionária,
uma vez que a energia gerada e não consumida será enviada à rede, sendo
utilizada posteriormente.
Não. Os sistemas conectados à
rede elétrica jogam a energia excedente na rede e o medidor de energia registra
esse excedente como crédito que será compensado pelo consumo durante a noite,
dias nublados ou até mesmo nos meses subsequentes. Para isso, a concessionária
trocará o medidor existente por um digital bidirecional. É como se a rede local
fosse sua “bateria", recebendo a energia para o uso em outro momento.
Não,
você pode utilizar a fiação elétrica já existente da sua casa ou empresa.
Os sistemas solares podem ser:
Térmicos para aquecimento (chuveiros, piscinas, aquecimento de ambientes ou
processos industriais) ou Fotovoltaicos para geração de energia elétrica.
É o
elemento que capta a energia do sol e transforma em energia
elétrica.
Painel Fotovoltaico
Isso depende de vários fatores
como a potência do painel, local da instalação, orientação e inclinação do painel,
temperatura, sombra, dentre outros.
Um painel de 100 Wp no Brasil
pode produzir no máximo 500 Wh/dia, ou seja, cerca de 15 kWh/mês, não levando
em consideração as perdas ocasionadas pelos equipamentos associados
(controlador de carga, baterias, inversores).
Para simular sua
necessidade, entre no link "Simulador Solar"
Para dimensionar seu sistema como um todo, solicite orçamento entrando no link "Orçamento"
Essa resposta só poderá ser dada
após o recebimento dos dados necessários para dimensionamento do sistema. Além
disso, não é necessário produzir toda a energia consumida.
O custo do sistema depende do seu
tamanho e equipamentos selecionados, que por sua vez dependem da quantidade de
energia necessária e de características do local da instalação.
Depende do tamanho e
características do sistema bem como da forma como eles deverão ser montados nos
arranjos. Um sistema de 1 kWp ocupa uma área de aproximadamente 8 m2
mas, é preciso tomar o cuidado para que não haja sombra de um painel em outro.
Os
sistemas pequenos e isolados (off-grid) são de fácil instalação e menor risco,
mas é recomendado que seja realizada por um profissional com familiaridade com
sistemas fotovoltaicos. Já para sistemas conectados à rede (grid-tie) ou
sistemas isolados (off-grid) maiores deve-se sempre recorrer a um profissional
especializado.
Os painéis menores são geralmente
utilizados para sistemas isolados (off-grid), com baterias, enquanto os painéis
maiores são utilizados para sistemas conectados à rede elétrica (grid-tie).
Isso acontece devido à voltagem típica de cada painel, 18 V para os pequenos
(até 150 Wp) e 30 V para os maiores (acima de 150 Wp). Os painéis grandes não
são feitos para utilização com baterias mas poderão ser utilizados juntamente
um controlador de carga especial (MPPT) o que aumentaria o custo total do
sistema.
Sim, um sistema de energia solar
pode ser hibrido com energia eólica e também com um gerador a diesel,
hidroelétrico ou combinações com mais de duas fontes.
O gerador eólico
ou turbina eólica é um equipamento que tem a capacidade de captar a energia
cinética contida nos ventos e transformá-la em energia elétrica.
A evolução
da tecnologia empregada resultou em aerogeradores de grande variedade de
tamanhos, levando o mercado a segmentar-se em três grupos distintos, de acordo
com a potência:
Aerogeradores
de pequeno porte: Potências desde 0,1 kW até 100 kW
Aerogeradores
de médio porte: Potências desde 101 kW até 300 kW
Aerogeradores
de grande porte: Potências acima 300 kW
Existem
principalmente dois tipos de aerogeradores: de Eixo Vertical e de Eixo Horizontal.
O
aerogerador de eixo horizontal é menor, mais eficiente, mas esteticamente deixa
a desejar.
O
aerogerador de eixo vertical é melhor esteticamente mas é um pouco maior e
menos eficiente.
Basicamente
um aerogerador é formado por 4 elementos:
Rotor ou Hélice: O Rotor é o dispositivo que converte a energia cinética dos ventos em
energia de rotação mecânica no eixo horizontal.
Consiste da hélice, que será
movimentada pela velocidade do vento. Esta hélice possui, normalmente, 3 pás
produzidas em fibra de vidro e projetadas para se movimentarem mesmo que a
velocidade do vento seja baixa.
Alternador ou Gerador Elétrico: O Gerador Elétrico ou Alternador, na maioria dos sistemas, é do tipo de
indução por imãs permanentes. Ele recebe a energia eletromotriz e converte em
energia elétrica.
A energia
produzida no Gerador Elétrico, instalado no topo da torre, é transmitida até o
Controlador de Carga ou Retificador.
O dispositivo de proteção tem a função de evitar que,
em ocasiões de ventos muito fortes, a hélice atinja velocidade acima da
admissível pela sua estrutura mecânica.
Eixo: O Eixo tem a
função de transmitir a rotação mecânica do cubo da hélice à Transmissão, se
houver, ou diretamente ao gerador elétrico ou alternador.
Com uma média anual de vento de 6 m/s (22 Km/h), podemos considerar que
a geração é de cerca de 15% da potência nominal do sistema Por exemplo, um
aerogerador de 1 kW irá gerar cerca de 150 kWh/mês.
Esses valores referem-se a uma situação ideal de altura da instalação,
local ideal e média de vento. Essa produção de energia pode sofrer alterações
de acordo com as condições da instalação.
A autonomia dos aerogeradores depende da sua potência nominal. Por exemplo, um aerogerador de 1 kW pode alimentar os equipamentos conforme tabela abaixo:
EQUIPAMENTO |
QTDE. |
POTÊNCIA (W) |
TEMPO DE USO DIÁRIO (h) |
TV |
1 |
80 |
4 |
Rádio |
1 |
20 |
10 |
Microcomputador |
1 |
200 |
4 |
Impressora |
1 |
300 |
1 |
Batedeira ou Liquidificador |
1 |
300 |
1 |
Ventilador |
1 |
70 |
4 |
Lâmpadas |
5 |
15 |
6 |
Geladeira |
1 |
180 |
8 |
O nível de
ruído está diretamente relacionado com o perfil aerodinâmico utilizado e a
rotação das pás. Uma das maneiras de comparar é com a rotação. Informe-se sobre
a rotação das pás e compare com os demais, mas lembre-se, nem sempre o sistema
com maior rotação das pás será o mais ruidoso pois pode ter um perfil
aerodinâmico das pás melhor.
A maioria
dos fabricantes optam por sistemas com 3 pás pela relação custo x benefício e a
dificuldade no balanceamento.
Com um maior
número de pás talvez fosse possível obter melhores rendimentos, mas não tão melhores
que compensasse o custo de produção e a maior dificuldade no balanceamento das
pás. Já com um menor número de pás a máquina ficaria mais barata, mais fácil de
balancear, mas além de apresentarem uma eficiência menor, a sua operação apresentaria
uma vibração indesejada, principalmente nas mudanças de direção do vento.
Um dos fatores de
maior relevância no avanço tecnológico dos pequenos aerogeradores é a
utilização dos Imãs Permanentes, normalmente o Neodímio, que devido ao seu alto
grau de magnetização viabilizou a geração em baixa rotação.
É o principal componente dos aerogeradores, pois é ele quem determina a
quantidade de energia gerada.
Este componente irá operar em velocidades variáveis, em baixa rotação, exposto ao tempo e sujeito a todo tipo de intempéries e deve ser capaz de resistir a estas condições durante anos. Isto requer alternadores específicos para geração eólica, uma vez que os disponíveis no mercado não requerem este grau de exigência.
Um dos
fatores de maior relevância no avanço tecnológico dos pequenos aerogeradores é
a utilização dos Imãs Permanentes, normalmente o Neodímio, que devido ao seu
alto grau de magnetização viabilizou a geração em baixa rotação.
As pás de um
aerogerador, por diversas razões, devem trabalhar em baixa rotação. Alguns
fabricantes optam por utilizarem multiplicadores de velocidade para
compatibilizar a rotação da pá com a rotação exigida pelo alternador. O grande inconveniente
desta solução, além do seu alto custo, é a perda de rendimento pela transmissão
mecânica e os inevitáveis desgastes com o tempo.
A maioria dos fabricantes de aerogeradores de pequeno porte utiliza o acoplamento direto, uma vez que este sistema possui maior confiabilidade mecânica e longevidade em comparação com a utilização de multiplicador de velocidade.
Os sistemas Eletrovento não possuem multiplicadores. Todos são de acoplamento direto.
É
um dispositivo que posiciona as pás dos aerogeradores na direção ao vento ou
tira as pás da direção dos ventos quando em vento muito forte.
Os
aerogeradores devem ser capazes de suportar todo tipo de vento sem que a
rotação das pás saia de controle, isto ocorrendo, o resultado será um barulho
extremamente desagradável ou até mesmo um acidente como a quebra das pás.
Os sistemas
utilizados em máquinas de pequeno porte são:
Controle de Passo ou Pitch Control: O sistema
mais eficiente e seguro de controle de velocidade é o chamado controle de
passo. Este sistema consiste no giro sincronizado das hélices de acordo com a
velocidade do vento e é utilizado por todas as máquinas de grande porte
existentes. A absoluta maioria das máquinas de pequeno porte não possui este
tipo de controle por ser muito caro e contornam o problema com outros sistemas
de controle de velocidade.
Curto circuito: Alguns fabricantes optam pela
solução que consiste em um sistema eletrônico que literalmente coloca um curto
circuito nos enrolamentos do alternador. Isso realmente reduz sua velocidade,
mas também reduz a produção de energia e causa, em longo prazo, um grande
desgaste dos imãs, o que comprometerá a produção de energia e a vida útil da
máquina.
Furling: Este sistema, um dos mais utilizados em aerogeradores
de pequeno porte, faz com que todo o conjunto do aerogerador fique de lado para
o vento quando este atinge as velocidades de controle.
Medição do vento: Alguns aerogeradores
são equipados com anemômetro e medidor de direção do vento que enviam as
informações de velocidade e direção do vento a um sistema eletrônico que ativará
um motor para alterar a posição do sistema para frente do vento quando ele muda
de direção ou tira da frente do vento quando está muito forte.
A torre é o
componente onde o aerogerador é instalado posicionando-o em uma altura
suficiente para que a energia gerada pelo vento possa ser aproveitada.
A altura
pode variar de 6 m até qualquer altura que se queira. Quanto mais alta a torre,
maior o seu custo.
Existem
basicamente três tipos de torres:
Estaiada: Possui uma haste central de sustentação onde se
lançam cabos de aço que são ancorados por bases que suportam toda a carga de
força lateral. Normalmente são as torres mais baratas se tornando mais viáveis
para aerogeradores pequenos, mas necessitam de espaço para sua instalação.
Autoportante: Pode ser treliçada ou tubular e não há necessidade
de cabos de aço. Requerem estruturas mais robustas e caras, porém não necessita
muito espaço para instalação.
Hidráulica: São torres que possuem um êmbolo hidráulico em
sua base para seu içamento. São torres pouco utilizadas por serem muito caras.
Antes
de efetuar a compra de um aerogerador seria necessário conhecer os detalhes
sobre a quantidade e qualidade dos ventos na sua região. Isso é muito
importante para você saber que rendimento você poderá esperar do seu
equipamento. Você pode consultar o mapa eólico brasileiro no site www.cresesb.cepel.br/atlas_eolico/index.php
e observar se a região de sua propriedade é propícia para a instalação de uma
turbina eólica ou instalar anemômetro para efetuar a medição dos ventos. Essa
opção é cara e demorada.
As
turbinas eólicas são projetadas para uma determinada faixa de variação da
velocidade do vento. Para as turbinas de pequeno porte geralmente a faixa de
trabalho está entre 3 a 25 m/s (11 a 90 Km/h). Acima do limite máximo (25 m/s
ou 90 Km/h) os componentes como gerador e pás passam a atuar com sobrecarga.
Abaixo da faixa (4 m/s ou 14,5 Km/h) a geração de energia elétrica fica
comprometida.
A energia
gerada pelos aerogeradores pode ser utilizada:
- Pode ser armazenada
em baterias para ser utilizada posteriormente (sistema off-grid);
- Pode ser
conectada na rede de energia local (sistema grid-tie).
Sistemas pequenos e isolados (off-grid), são de fácil instalação, mas é recomendado que seja realizada por um
profissional com familiaridade com sistemas eólicos.
Sistemas conectados à rede (grid-tie)
ou sistemas isolados (off-grid) maiores deve-se recorrer a um profissional
especializado.
Sim. Quanto
maior o aerogerador, maior a potência e, consequentemente, maior a energia
gerada com uma mesma velocidade de vento.