Energia Solar Fotovoltaica para uso residencial na zona urbana

Aplicação
      Os painéis fotovoltaicos podem ser usados nas cidades para gerar energia elétrica de forma complementar àquela normalmente disponível através da rede elétrica. Podem ser instalados de forma distribuída em telhados de residências e prédios, ou podem formar grandes usinas fotovoltaicas, menos comuns em áreas urbanas devido ao elevado custo do terreno para montagem dos painéis. Nas residências o uso mais típico é gerar energia enquanto a luz do sol está brilhando e caso não haja demanda na própria residência neste instante, a sobra pode ser exportada para a rede elétrica (ver nota). Menos comum, mas mais adequado para o momento atual no Brasil, seria armazenamento da energia em um banco de baterias para uso durante o período de racionamento ou o apagão.

Como Funciona?
      É bastante comum confundir-se os painéis fotovoltaicos com coletores solares térmicos. Estes últimos são utilizados para aquecimento de água enquanto os primeiros são utilizados para geração de energia elétrica. Os painéis são constituídos de módulos fotovoltaicos conectados de forma a gerar a quantidade de energia necessária. A energia gerada pelos painéis fotovoltaicos é então, transformada para o padrão de energia utilizado nas residências, através de um equipamento eletrônico chamado inversor. O inversor permite que qualquer eletro-doméstico seja utilizado mas deve-se reduzir estes equipamentos ao mínimo essencial em função do custo do sistema. Condicionadores de ar, chuveiros elétricos, ferros elétricos, fornos micro-ondas e outros vilões do consumo de energia devem estar fora deste leque de equipamentos essenciais. Lâmpadas eficientes e aparelhos de rádio e televisão, entre outros equipamentos de baixo consumo, são os mais apropriados. Para garantir o suprimento em caso de racionamento é necessário o uso de um banco de baterias.

Quanto custa?
      Sistemas fotovoltaicos não são baratos e se considerarmos os preços normais do mercado de energia elétrica no Brasil, tendem a ser inviáveis nas zonas urbanas. No entanto, durante o período em que vigorou o racionamento, o Governo estabeleceu tarifas diferenciadas para os maiores consumidores e metas de redução de consumo, estimulando a geração própria. Um sistema pequeno, pode custar a partir de R$1.500,00, estando limitado pela área disponível nos telhados para instalação, as características do sistema elétrico existente no prédio e os critérios técnicos a serem estabelecidos pelas concessionárias.

Quais são as Vantagens?
·      Menor agressão ao meio ambiente já que a expansão da geração no Brasil será feita em grande parte a partir do gás natural, um recurso energético limitado e que também contribui para o aquecimento global.

Redução da conta de energia.
      Suprimento independente para usos essenciais mesmo em períodos de corte ou falta de energia de longa duração (superiores a um dia).

Qual é a contribuição para redução da conta de energia elétrica?
      O sistema fotovoltaico residencial urbano pode contribuir de duas formas para a redução da conta de energia elétrica: gerando energia enquanto o sol brilha e exportando a energia excedente para a rede elétrica - redução de consumo; ou armazenando a energia em baterias, para uso em períodos durante os quais a energia convencional não está disponível, como aconteceria recentemente se o apagão tivesse ocorrido. Sistemas de não interrupção, também conhecidos como no-breaks, também poderiam atender estas situações, porém precisam estar constantemente em carga e, se por uma lado garantem a alimentação de sistemas essenciais, por outro podem aumentar o consumo de energia, quando o objetivo é a sua redução. Caso cortes de longa duração se verifiquem (superiores a um dia) a única solução é dispor de uma fonte auxiliar de energia, como um sistema fotovoltaico.

Quem já faz uso desta tecnologia?
      Muitas pessoas não sabem mas, em países como Estados Unidos, Japão e Alemanha, muitas casas situadas em áreas urbanas de grandes cidades como Los Angeles e Berlim, por exemplo, já possuem, instalados em seus telhados, painéis fotovoltaicos que geram energia elétrica. Esta energia pode contribuir para a redução da conta de energia e até mesmo ser vendida, quando a produção supera o consumo. Nestes países estes programas ainda contam com apoio governamental mas é crescente o número de pessoas que mesmo sem este apoio decidem implantar sistemas em seus telhados, quase sempre motivados pela escolha de um sistema de geração de energia menos agressivo ao meio ambiente.

Instalação
      A instalação do sistema de geração é normalmente muito simples.
1. O painel é fixado no telhado da residência;
2. Um local ventilado e de acesso restrito deve ser identificado para instalação dos componentes eletrônicos de controle e das baterias (se necessárias); e
3. Um circuito elétrico auxiliar deve ser instalado, permitindo que alguns equipamentos e pontos de luz possam ser ligados.
      A produção de energia é proporcional a quantidade de sol recebido pelos módulo fotovoltaicos, portanto os locais ideais para instalação são aqueles com incidência de sol, durante todo o ano, no período compreendido entre 9:00 e 16:00. Caso a insolação do local seja inferior ao ideal, a quantidade de energia será menor e seu custo mais elevado.
Módulos fotovoltaicos são robustos e sua vida útil estimada é de vinte anos.
      Nota: O Brasil ainda não possui instrumentos regulatórios (normas) específicos para sistemas solares conectados a rede elétrica. No entanto, a ANEEL, através da resolução nº 112 de 1999, solicita que todo projeto de energia solar seja registrado através de formulário específico que estabelece os requisitos necessários à obtenção de Registro ou Autorização para a implementação, ampliação ou repotenciação de centrais geradoras.

Mais informações
Cresesb
Green Solar
Florida Solar Energy Center
NREL
ISES - The International Solar Energy Society
WIRE - World Wide Information System of Renewable Energy
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Energia Solar Fotovoltaica para uso residencial na zona urbana

Como funciona?
      É bastante comum confundir-se os painéis fotovoltaicos com coletores solares térmicos. Estes últimos são utilizados para aquecimento de água enquanto os primeiros são utilizados para geração de energia elétrica. Os painéis são constituídos de módulos fotovoltaicos (foto) conectados de forma a gerar a quantidade de energia necessária. Quando desejado, a energia gerada pelo kit pode ser transformada para o padrão de energia utilizado nas residências, através de um equipamento eletrônico chamado inversor. O inversor permite que a maioria dos eletro-doméstico seja utilizado como se estivesse conectado a rede convencional mas deve-se reduzir estes equipamentos ao mínimo essencial em função do custo do sistema. Condicionadores de ar, chuveiros elétricos, ferros elétricos, fornos micro-ondas e outros vilões do consumo de energia devem estar fora deste leque de equipamentos essenciais. Lâmpadas eficientes e pequenos aparelhos de rádio e televisão, entre outros equipamentos de baixo consumo, são os mais apropriados.Refrigeradores de pequena capacidade também podem funcionar normalmente dependendo da potência do inversor e da capacidade(tamanho) do sistema fotovoltaico.

Quanto custa?
      Sistemas fotovoltaicos não são baratos e em condições normais do mercado de energia elétrica no Brasil tendem a ser inviáveis nas zonas urbanas. No entanto, nas zonas rurais, os sistemas fotovoltaicos podem representar uma alternativa mais econômica de fornecimento quando comparados com o custo para se levar uma rede elétrica convencional até a residência a ser eletrificada. Principalmente nos casos de residências com baixo consumo de energia, como é comum nas zonas rurais, os custos de um sistema fotovoltaico de pequeno porte costumam ser inferiores aos custos de se instalar posteação e cabos elétricos por vários quilômetros até os locais de fornecimento.
      O custo de um sistema fotovoltaico está diretamente associado com a sua potência. A medida de potência dos painéis é baseada em uma unidade diferente da convencional e que está relacionada com a intensidade instantânea do sol. Para facilitar a compreensão, citamos abaixo uma tabela que indica sistemas típicos e suas aplicações.
      Cada fornecedor possui kits dimensionados em função de sua linha de produtos e os números apresentados abaixo são apenas indicadores. Para se ter uma estimativa do custo basta multiplicar a potência(Wp) pelo custo médio do mercado, hoje em torno de R$ 30,00/Wp. Um sistema nível 3 , por exemplo custaria R$ 2.100,00.

      Lâmpadas 6-15 Watts, Rádio 3-5 Watts, TV P&B 35 Watts, Liquidificador 300 Watts, TV Colorida 70 Watts, Antena Parabólica 20 Watts, Ventilador 20 Watts.
      Esta coluna refere-se aos níveis médios ponderados para o consumo mensal e para a potência do sistema, calculados pelo Winrock e não contidos no estudo original.
      Os sistemas podem operar em corrente alternada(AC), alimentando equipamentos facilmente disponíveis no mercado(110V/220V). Para sistemas AC, utilizou-se a estimativa de uma eficiência de 95% para o inversor. Alternativamente, os sistemas podem operar em 12V corrente continua(DC). Esta configuração é mais comum para os sistemas de pequeno porte.

Quais são as vantagens?
      Menor agressão ao meio ambiente já que a expansão da geração no Brasil será feita em grande parte a partir do gás natural, um recurso energético limitado e que também contribui para o aquecimento global.
      Redução da conta de energia, embora com efeito muito pequeno em termos percentuais (um kit básico de 50 Wp é capaz de gerar em torno de 5,6 kWh/mês).
      Suprimento independente para usos essenciais mesmo em períodos de corte de longa duração (superiores a um dia).

Quem já faz uso desta tecnologia?
      Estes sistemas distribuídos predominam para aplicações em zonas rurais. Estima-se hoje que, através de centenas de projetos, em torno de 1,3 milhão de sistemas residenciais já foram instalados em países em desenvolvimento, somando 40 MWp de potência, ou seja, uma média de 30 Wp por sistema. Aproximadamente 79% destes sistemas pertencem ao próprio usuário, 13% pertencem a concessionárias e o restante pertence a cooperativas ou empresas privadas. Atualmente 250.000 novos sistemas estão sendo instalados anualmente, um terço destes através de programas subsidiados por doadores ou governos e os outros dois terços através de venda direta. Na zona rural, estes sistemas podem ser muito mais baratos do que a extensão da rede elétrica e muitas vezes é a única opção disponível a curto e médio prazos.

Instalação
      A instalação do sistema de geração é normalmente muito simples.
1. O painel é fixado no telhado da residência;
2. Um local ventilado e de acesso restrito deve ser identificado para instalação dos componentes eletrônicos de controle e das baterias;
3. Um circuito elétrico auxiliar deve ser instalado, permitindo que alguns equipamentos e pontos de luz possam ser ligados em toda a extensão do prédio ou residência.

      Só deve pensar em instalar um sistema fotovoltaico, aqueles consumidores que residem em prédios ou domicílios não sombreados entre as 09:00 e 16:00 hs ao longo de todo o ano.
      Módulos fotovoltaicos são robustos e podem durar mais de 20 anos.

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Energia Solar Térmica Residencial

Como funciona?
      Um sistema básico de aquecimento de água por energia solar é composto de placas coletoras solares e um reservatório térmico. As placas coletoras são responsáveis pela absorção da radiação solar. O calor das placas é transmitido para a água que circula no interior de suas tubulações, normalmente feitas de cobre. O reservatório térmico é um recipiente para armazenamento da água aquecida. São cilindros de cobre ou aço inoxidável isolados termicamente. O isolamento proporciona que a água permaneça aquecida e pronta para o uso a qualquer hora do dia.

Quanto custa?
      Os valores abaixo são estimados, podendo sofrer variação de acordo com o local, porte do projeto e a qualidade dos equipamentos utilizados. Considerou-se que cada indivíduo toma dois banhos por dia com um tempo médio de 10 minutos, além do uso de água quente na cozinha:
Tamanho da Família 2 pessoas 4 pessoas 6 pessoas

      Valor estimado R$ 1.200,00 R$ 1.870,00 R$ 2.890,00
Estes preços são apenas ilustrativos, não incluindo frete e instalação (mão de obra e materiais e acessórios hidráulicos).

Quais são as vantagens?
      Menor agressão ao meio ambiente já que a expansão da geração no Brasil será feita em grande parte a partir do gás natural, um recurso energético limitado e que também contribui para o aquecimento global.

Redução da conta de energia.
      Suprimento independente para usos essenciais mesmo em períodos de corte ou falta de energia de longa duração (superiores a um dia).
      O uso de um sistema para uma família de 4 pessoas pode representar uma economia de até 200 kWh / mês, o que significa uma redução de até 48 reais nos gastos com energia elétrica. Com isso, pode-se recuperar o investimento inicial de compra e instalação do equipamento em aproximadamente 4 ou 5 anos.
      Qual é a contribuição para redução da conta de energia elétrica?
O setor residencial responde por 24% do consumo total de energia elétrica no país e dentro deste setor, tem-se uma participação média de 26% do consumo total atribuído ao aquecimento de água, participação inferior somente ao da refrigeração. Portanto, conclui-se facilmente que apenas o aquecimento de água para banho em residências brasileiras é responsável por mais de 6% de todo o consumo nacional de energia elétrica. Os sistemas solares térmicos agem junto a esta imensa demanda de energia, reduzindo assim o consumo.

Quem já faz uso desta tecnologia?
      O Brasil já possui 1,2 milhões de m2 de coletores solares instalados em residências, hospitais, hotéis, indústrias, entre outros.

Instalação
      A complexidade e o custo da instalação de sistemas de aquecimento solar podem variar em função do tipo de residência em questão, da localização da mesma e da existência ou não de sistema de tubulação específico para água quente. Existem diversas empresas, representantes das marcas mais importantes, capacitadas para executar o serviço de instalação de forma satisfatória (ver lista).

Mais informações:
Soletrol
Green Solar
Procel

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Energia Solar para Iluminação Pública

Como Funciona?
      É bastante comum confundir-se os painéis fotovoltaicos com coletores solares térmicos. Estes últimos são utilizados para aquecimento de água enquanto os primeiros são utilizados para geração de energia elétrica. Os painéis são constituídos de módulos fotovoltaicos conectados de forma a gerar a quantidade de energia necessária. A energia gerada pelos painéis fotovoltaicos é então, transformada para o padrão de energia utilizado nas residências, através de um equipamento eletrônico chamado inversor. O inversor permite que qualquer eletro-doméstico seja utilizado mas deve-se reduzir estes equipamentos ao mínimo essencial em função do custo do sistema. Condicionadores de ar, chuveiros elétricos, ferros elétricos, fornos micro-ondas e outros vilões do consumo de energia devem estar fora deste leque de equipamentos essenciais. Lâmpadas eficientes e aparelhos de rádio e televisão, entre outros equipamentos de baixo consumo, são os mais apropriados. Para garantir o suprimento em caso de racionamento é necessário o uso de um banco de baterias.

Quanto custa?
      Sistemas fotovoltaicos não são baratos e se considerarmos os preços normais do mercado de energia elétrica no Brasil, tendem a ser inviáveis nas zonas urbanas. No entanto, durante o período em que vigorou o racionamento, o Governo estabeleceu tarifas diferenciadas para os maiores consumidores e metas de redução de consumo, estimulando a geração própria. Um sistema pequeno, pode custar a partir de R$1.500,00, estando limitado pela área disponível nos telhados para instalação, as características do sistema elétrico existente no prédio e os critérios técnicos a serem estabelecidos pelas concessionárias.

Quais são as Vantagens?
·      Menor agressão ao meio ambiente já que a expansão da geração no Brasil será feita em grande parte a partir do gás natural, um recurso energético limitado e que também contribui para o aquecimento global.

Redução da conta de energia.
      Suprimento independente para usos essenciais mesmo em períodos de corte ou falta de energia de longa duração (superiores a um dia).

Qual é a contribuição para redução da conta de energia elétrica?
      O sistema fotovoltaico residencial urbano pode contribuir de duas formas para a redução da conta de energia elétrica: gerando energia enquanto o sol brilha e exportando a energia excedente para a rede elétrica - redução de consumo; ou armazenando a energia em baterias, para uso em períodos durante os quais a energia convencional não está disponível, como aconteceria recentemente se o apagão tivesse ocorrido. Sistemas de não interrupção, também conhecidos como no-breaks, também poderiam atender estas situações, porém precisam estar constantemente em carga e, se por uma lado garantem a alimentação de sistemas essenciais, por outro podem aumentar o consumo de energia, quando o objetivo é a sua redução. Caso cortes de longa duração se verifiquem (superiores a um dia) a única solução é dispor de uma fonte auxiliar de energia, como um sistema fotovoltaico.

Quem já faz uso desta tecnologia?
      Muitas pessoas não sabem mas, em países como Estados Unidos, Japão e Alemanha, muitas casas situadas em áreas urbanas de grandes cidades como Los Angeles e Berlim, por exemplo, já possuem, instalados em seus telhados, painéis fotovoltaicos que geram energia elétrica. Esta energia pode contribuir para a redução da conta de energia e até mesmo ser vendida, quando a produção supera o consumo. Nestes países estes programas ainda contam com apoio governamental mas é crescente o número de pessoas que mesmo sem este apoio decidem implantar sistemas em seus telhados, quase sempre motivados pela escolha de um sistema de geração de energia menos agressivo ao meio ambiente.

Instalação
      A instalação do sistema de geração é normalmente muito simples.
1. O painel é fixado no telhado da residência;
2. Um local ventilado e de acesso restrito deve ser identificado para instalação dos componentes eletrônicos de controle e das baterias (se necessárias); e
3. Um circuito elétrico auxiliar deve ser instalado, permitindo que alguns equipamentos e pontos de luz possam ser ligados.
      A produção de energia é proporcional a quantidade de sol recebido pelos módulo fotovoltaicos, portanto os locais ideais para instalação são aqueles com incidência de sol, durante todo o ano, no período compreendido entre 9:00 e 16:00. Caso a insolação do local seja inferior ao ideal, a quantidade de energia será menor e seu custo mais elevado.
Módulos fotovoltaicos são robustos e sua vida útil estimada é de vinte anos.
      Nota: O Brasil ainda não possui instrumentos regulatórios (normas) específicos para sistemas solares conectados a rede elétrica. No entanto, a ANEEL, através da resolução nº 112 de 1999, solicita que todo projeto de energia solar seja registrado através de formulário específico que estabelece os requisitos necessários à obtenção de Registro ou Autorização para a implementação, ampliação ou repotenciação de centrais geradoras.

Mais informações:
Cresesb
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NREL
ISES - The International Solar Energy Society
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