Para elaborar um projeto de geração de energia solar, é necessário, antes de tudo, compreender como ele funciona. Por isso, vamos explicar os principais conceitos de Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos.
Desde entender como o sol se posiciona ao redor da Terra até em como isso irá influenciar na inclinação do módulo.
Neste artigo, apresentamos conceitos iniciais importantes:
- Radiação Solar
- Irradiância
- Hora de sol pleno
- Ângulos Incidentes
- Inclinação do Módulo
Confira agora esses detalhes e não esquece de deixar seu comentário no final falando o que achou!
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Radiação Solar nos SFV’s
Os conceitos de radiação são essenciais para elaborar um projeto de sistema mais eficiente. Além disso, a luz solar é a principal fonte para gerar energia nos SFV’s.
A radiação solar é um termo utilizado referente à energia radiante liberada pelo Sol, transmitida para a terra sob a forma de ondas eletromagnéticas.
Essa radiação varia de acordo com as condições atmosféricas do planeta, o horário do dia, o clima da região e também a localização geográfica.
Existem alguns tipos de radiação solar:
- Radiação direta: emitida diretamente do sol, sem sofrer perturbações e encontrar obstáculos. Esse tipo tem grande relevância na capacidade do SFV de absorver a luz do sol e transformar na energia elétrica
- Radiação difusa: não possui uma direção definida, visto que partículas do ar acabam por dispersar o seu caminho na superfície. Em dias nublados, a radiação que incide nos módulos são provenientes da difusa
- Albedo: tipo de radiação refletida pelo ambiente, ou seja, provenientes de materiais que refletem a luz solar
A Irradiância
A irradiância é uma taxa usada para fins de quantificação da intensidade da radiação solar. É a potência luminosa por unidade de área, dada em [W/m²].
Sabe-se que a potência é a energia por unidade de tempo. Ela representa a velocidade com que uma certa quantidade de energia pode ser transportada. No SI, o Watt (W) é a unidade de potência, que representa o joule por segundo [J.s–1].
Assim, quanto maior a potência da radiação solar, mais energia é transformada.
Diversos são os fatores que afetam a irradiância, como a hora do dia e as condições meteorológicas (veja na figura a seguir). Por isso, para cada projeto fotovoltaico, deve-se realizar um estudo aprofundado desses conceitos.
Já a Irradiação é o acúmulo da Irradiância ao longo do tempo, tipicamente dada em [Wh/m²].
Ou seja, ela mede essa radiação que incide em uma superfície durante intervalos de tempo especificados. É uma medida útil no dimensionamento dos sistemas.
Hora de Sol Pleno
A Hora de Sol Pleno (HSP) é uma grandeza que representa a quantidade de horas em que a irradiância solar seria constante de 1000 W/m².
A HSP é calculada dividindo a irradiação do local (kWh/m²) por 1000 W/m², que seria o valor padrão.
Supondo, por exemplo, na figura abaixo, que a irradiação total tenha sido 7200 Wh/m², nesse caso, a quantidade de horas de sol pleno seria de 7,2 horas.
Para encontrar o HSP do seu local, basta localizar as coordenadas geográficas pelo Google Maps e pesquisar na base de dados do Cresesb.
Vale ressaltar que as horas irão variar, pois os valores da irradiância mudam, então podem ser muito baixos e outras vezes bem elevados. Assim, a HSP é uma estimativa para auxiliar nos cálculos e definições do projeto.
Ângulo Azimutal
Um dos conceitos que influencia e que tem que ser considerado no dimensionamento de sistemas fotovoltaicos é o Ângulo Azimutal.
Ele é um ângulo de orientação dos raios solares em relação ao norte geográfico. O azimutal nulo é quando o observador vê o Sol à sua frente ao meio-dia.
Outro ângulos importantes para análise solarimétricas são:
- O ângulo zenital, compreendido entre o zênite do local (vertical) e uma linha que liga os raios de sol ao observador.
- Já o ângulo de elevação do sol, ou altura solar, localizado entre o raios solares e a projeção deles no plano horizontal.
- Enquanto o ângulo azimutal do sol, está entre a projeção do raio solar na horizontal e a direção Norte-Sul.
Orientação e Inclinação do Módulo Fotovoltaico
Todos os conceitos de dimensionamento apresentados são essenciais para definir qual a inclinação do módulo fotovoltaico e como ele ficará orientado, de forma que a conversão da luz seja maximizada.
A inclinação ideal é posicioná-lo de modo que receba o máximo possível os raios incidentes de forma mais perpendicular.
Uma solução diferenciada são os trackers, que fazem um sistema de rastreamento solar, movendo-se durante o dia, seguindo a melhor inclinação para captação da luz.
Fonte: Sua Energia Solar
É importante frisar que a melhor inclinação irá depender de vários fatores como a posição geográfica, a época do ano, o clima da região e o tipo de estrutura em que os módulos serão instalados.
Portanto é necessário realizar um estudo aprofundado de todas essas características com o auxílio de softwares e simuladores, a fim de elaborar um projeto de qualidade e que tenha uma alta geração de energia. Saiba mais sobre como os módulos fotovoltaicos transformam a luz do sol em energia elétrica.
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E você? Já conhecia esses conceitos de Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos?
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Hey,
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Parabéns para todos do Instituto Solar pelo conteudo postado Excelente Conteudo
Maravilha Dário! Que bom que gostou, qualquer dúvida é só entrar em contato com a gente.
Cabe aqui uma pequena correção no artigo. No parágrafo que diz que potência é energia por unidade de tempo, a definição classe é essa, mas W/h não representa potência e sim uma unidade de energia dividida pelo tempo. Exemplo- Joule(J)/seg. Apenas com o intuito de apresentar um simples colaboração conceitual importante. Meus comprimentos.
Perfeitamente Hilton a colocação. Agradecemos suas contribuições.
Parabéns muito importante o material, sobre Energia Solar, é algo que agrega conhecimento e de fácil assimilação, muito obrigado pelo material, espero que com foi importante para mim, tenha sido para todos nós, até o próximo.
Maravilha José! Agradecemos seu feedback! Não esquece de curtir outros materiais como este.
Muito bom o conteúdo, é importante o correto posicionamento dos painéis em um sistema.
Sem dúvida Albericio, conhecimento é a base para aprender mais sobre o setor solar e os projetos fotovoltaicos.
Obrigado pelo material, muito construtivo.
Show Carlos! Que bom que gostou do Material, não esquece de conhecer outros como este.
Meu intuito fora colabora e reconheço o esforço em apresentar uma linguagem didática e bem acessível. Cometi um pequeno erro de português. Ao invés de meus comprimento leia-se cumprimentos. A divulgação da geração da energia solar fotovoltaica é muito importante, sobretudo num país privilegiado pela mãe natureza, que nos presenciou, com um potencial solar, um dos maiores do mundo. Vejam só: O potencial máximo da Alemanha, que tem uma capacidade instalada maior do que a nossa, é menor do que a nossa média. Enfim, a energia solar, que é a mais democrática de todos, já está sendo utilizada com razoável penetração pelas classes de D e E e com uso de mão de obra própria. É um tsunami do bem. É inexorável que é a energia de um futuro que já próximo. Renovo que sou um aficionado pela energia solar. Que os mal intencionados não obtenham sucesso e que a tramitação da resolução 482 no Congresso Nacional não sofra modificações que venham prejudicar a sua expansão e, assim, não sejamos taxados de um país estranho! (Consultor em energia solar)
Excelente abordagem Hilton!
Quality o valor do curso?
Parabéns pela iniciativa de produzir este material bem ilustrativo e didático. A Energia solar no Brasil ainda engatinha mas tem um potencial enorme pela frente apesar dos obstáculos a serem enfrentados principalmente o lóbi das concessionárias.
Obrigado Instituto Solar.
Que maravilha Jose! Obrigada pelo seu feedback. Vamos junto à frente na Solar!
Já tinha visto algo a respeito, más não com tantos detalhes, informações muito importante pra quem tá buscando tudo de novo em um setor que tanto cresce no Brasil
Show Adilton! Esperamos que curta outros materiais como este. Qualquer dúvida é só entrar em contato com a gente.
Muito bom, didático, explicativo me fez rever muita coisa interessante! Obrigado.
Que bacana José! Seu feedback é muito importante para construímos mais materiais como este.
Muito relevante!!!
Agradecemos Ito! Somos gratos por nosso conteúdos chegarem a tantas pessoas. Abraços.
Excelente as matérias abordadas nestas apostilas,vou continuar com as leituras,gostei do primeiro artigo.
Excelente resumo, principalmente para iniciantes em sistemas SFV.