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Fundamentos da Energia Solar

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Índice
Lista de Figuras .....................................................................................10
Prefácio ................................................................................................15
1.
Introdução .....................................................................................18
Origem e Linha Histórica .........................................................................19
Efeito Fotovoltaico ..................................................................................25
Tipos de Energia Solar ............................................................................28
Energia Térmica ..................................................................................29
Energia Solar Concentrada ...................................................................30
Energia Solar Fotovoltaica ....................................................................31
O Sol ....................................................................................................32
Irradiação Solar .....................................................................................34
Unidades ............................................................................................35
Irradiação ..........................................................................................35
Solstício ................................................................................................36
Célula Fotovoltaica .................................................................................39
Silício Cristalino...................................................................................41
Silício Monocristalino............................................................................42
Silício Policristalino ..............................................................................42
Silício em Fita .....................................................................................43
Filme Fino ..........................................................................................43
Produção das Células ..............................................................................44
Matéria Prima .....................................................................................45
Processo de Fabricação ........................................................................46
Controle de Qualidade ..........................................................................50
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Sistemas Fotovoltaicos ...........................................................................52
Componentes......................................................................................59
Arranjo Fotovoltaico ............................................................................60
Módulo e Eficiência ..............................................................................61
Sombreamento e Sujeira ......................................................................62
Insolação e Energia .............................................................................63
Montagem .............................................................................................65
Cabeamento .......................................................................................66
Tracker (Seguidor Solar) ......................................................................66
Inversor .............................................................................................68
Baterias .............................................................................................69
Monitoramento/Medição (NetMetering ou SmartGrid) ...............................71
Outros Sistemas ....................................................................................72
CPV (Sistemas Fotovoltaicos Concentrados) ............................................73
Sistemas Mistos ..................................................................................74
Sistemas Solares de Flutuação ..............................................................74
Sistemas Autônomos (Off-Grid).............................................................75
Sistemas Pico FV .................................................................................76
Luzes de Rua Solares ...........................................................................77
Telecomunicações e Sinalização ............................................................77
Veículos Solares ..................................................................................78
Bombas Solares ..................................................................................78
Espaçonave ........................................................................................79
Conclusão .............................................................................................80
Futuro da Tecnologia ..............................................................................81
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Onde Estamos Agora? .............................................................................81
O futuro da energia solar ........................................................................82
Painéis Híbridos (PVT) ..........................................................................82
Tesla Power Wall .................................................................................83
Tesla + Solar City = Tesla Energy .........................................................83
Poder sem Fio do Espaço ......................................................................84
2.
Dimensionamento...........................................................................87
Energia do Sol .......................................................................................87
Radiação Solar .......................................................................................88
Radiação Direta e Difusa ......................................................................88
A Corrente e a Tensão para a Irradiância................................................93
Sistemas FV ..........................................................................................94
Medindo a Irradiação in loco (Piranômetro).............................................94
O Cálculo da Energia............................................................................95
Horas de Sol Pico ................................................................................96
Horas de Sol Pico para Calcular um Sistema ...........................................96
Consultando Mapas e Gráficos...............................................................97
Efeitos do Sol sobre a Terra .....................................................................99
Entenda estes Efeitos Sazonais .............................................................99
Entenda a Altitude e Azimute .............................................................. 100
Altitude ............................................................................................ 101
Azimute ........................................................................................... 102
O Relógio Solar .................................................................................... 103
Interpretar Gráficos Solares ................................................................ 103
Janela Solar ...................................................................................... 104
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Introdução ao Ângulo de Inclinação ........................................................ 105
Orientando o Arranjo FV para o Azimute .............................................. 107
Rastreamento (Trackers) .................................................................... 108
Análise de Conta .................................................................................. 109
Grupos ............................................................................................. 110
Grupo A ............................................................................................................................................... 110
Grupo B ............................................................................................................................................... 111
Bandeiras Tarifárias ........................................................................... 112
Horário de Ponta e Fora de Ponta ........................................................ 113
Tributos ........................................................................................... 113
Exemplos de Contas de Energia ............................................................. 115
AES ELETROPAULO ............................................................................ 115
CELPE .............................................................................................. 116
CEMIG ............................................................................................. 117
COELBA ........................................................................................... 118
COPEL.............................................................................................. 119
COSERN ........................................................................................... 120
CPFL ................................................................................................ 121
DME ................................................................................................ 122
ELEKTRO .......................................................................................... 123
ENERGISA ........................................................................................ 124
LIGHT .............................................................................................. 124
3.
Instalação ................................................................................... 126
Gerenciamento de Projeto ..................................................................... 126
Ferramentas para Vistoria Técnica ....................................................... 126
Assegurar Autorização e Aprovação ..................................................... 128
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Pré-Instalação ..................................................................................... 129
Implementar um Plano de Segurança .................................................. 129
Segurança em Trabalhos com Sistema Fotovoltaico ............................... 130
Equipamentos de Proteção .................................................................... 131
Equipamentos de Proteção Individual (EPI) ........................................... 133
Capacete............................................................................................................................................. 135
Proteção para o Rosto ................................................................................................................... 135
Equipamentos de Proteção Coletiva (EPC) ............................................ 136
Ferramentas Manuais ........................................................................... 136
Ferramentas para Instalação .............................................................. 137
Alicates ................................................................................................................................................ 137
Chaves................................................................................................................................................. 138
Outras Ferramentas ....................................................................................................................... 138
Ferramentas Especiais .................................................................................................................. 138
Insumos .............................................................................................................................................. 139
Segurança da Escada ......................................................................... 140
Configuração Correta para Escada ........................................................................................... 141
Segurança no Telhado ....................................................................... 142
Proteção Contra Quedas .............................................................................................................. 142
Armazenamento de suas Ferramentas ................................................................................... 142
Análise de Segurança Elétrica ................................................................ 143
Risco de choque ................................................................................ 144
Visita Técnica ...................................................................................... 147
Montar as Peças Mecânicas.................................................................... 149
Concluindo a Instalação ........................................................................ 149
Solução de Problemas ........................................................................... 151
4.
Vendas ........................................................................................ 153
Preparando a Venda ............................................................................. 153
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É Importante Escutar o Cliente .............................................................. 154
Antes de Elaborar um Orçamento ........................................................... 155
Precificação ......................................................................................... 157
Valor Presente Líquido ....................................................................... 157
Taxa Interna de Retorno .................................................................... 157
Proposta Comercial ............................................................................ 158
5.
Marketing .................................................................................... 162
Introdução .......................................................................................... 162
Definindo a Estratégia .......................................................................... 162
Marketing Físico ................................................................................... 164
Flyer ................................................................................................ 164
Outdoor ........................................................................................... 164
Carta ............................................................................................... 165
Telefonema ...................................................................................... 165
Visita ............................................................................................... 165
Eventos ............................................................................................ 165
Marketing Digital .................................................................................. 166
Site ................................................................................................. 167
Conclusão ........................................................................................... 168
6.
Empresarial ................................................................................. 170
Introdução .......................................................................................... 170
Faça uma Pesquisa de Mercado ........................................................... 170
Faça um Plano de Negócios ................................................................... 171
Conheça a Tecnologia Fotovoltaica ...................................................... 171
Faça um Plano de Marketing ............................................................... 172
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Faça as suas Projeções Financeiras ...................................................... 172
Desenvolva uma Marca ...................................................................... 172
Capitalize o seu Negócio ..................................................................... 173
Gestão Financeira ................................................................................ 173
Seguros ........................................................................................... 174
Local de Trabalho .............................................................................. 174
Presença Online ................................................................................ 175
Venda .............................................................................................. 175
Fornecedores .................................................................................... 175
Estrutura da Empresa ........................................................................... 176
Equipe ............................................................................................. 176
Equipamentos ................................................................................... 177
7.
Conclusão .................................................................................... 178
Referências Bibliográficas ...................................................................... 181
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Lista de Figuras
Figura 1 - Alessandro Volta - Fonte: Wikipédia (www.wikipedia.com) ............19
Figura 2 - Edmond Becquerel - Fonte: Wikipédia (www.wikipedia.com) .........20
Figura 3 – Albert Einstein, prêmio Nobel pelo efeito fotoelétrico - Fonte:
Wikipédia (www.wikipedia.com) ...............................................................21
Figura 4 – Astronauta na estação espacial, painéis fotovoltaicos
monocristalinos produzem a energia para o consumo da estação. - Fonte: Nasa
(www.nasa.gov) ....................................................................................22
Figura 5 – Primeiros módulos fotovoltaicos produzidos pela Bell Labs 1950. Fonte: KRCB (www.radio.krcb.org) ..........................................................23
Figura 6 – Montagem de Painel Policristalino - Fonte: Pixabay
(www.pixabay.com) ...............................................................................24
Figura 7 - Número de Conexões acumulado em janeiro de 2016. - Fonte:
ANEEL (www.aneel.gov.br)......................................................................25
Figura 8 – Célula Fotovoltaica - Fonte: solarbrasil (www.solarbrasil.com.br) ..26
Figura 9 – Efeito Fotovoltaico – Fonte: Energia Tecsolar
(www.energiatecsolar.com.br) .................................................................26
Figura 10 – Constituição interna de uma célula fotovoltaica - Fonte:
Electronica-PT (www.electronica-pt.com) ..................................................27
Figura 11 – Conjunto de células formando um painel - Fonte: Electronica-PT
(www.electronica-pt.com) .......................................................................28
Figura 12 – Radiação Total – Fonte: Wikipédia (www.wikipedia.org) .............29
Figura 13 – Energia Térmica para aquecimento de água – Fonte:
www.micronovasrl.com ...........................................................................30
Figura 14 – Usina de Energia Solar Concentrada – Fonte: Construction Review
Online www.constructionreviewonline.com ................................................31
Figura 15 – Satélite – Fonte: Nasa (www.nasa.org) ....................................32
Figura 16 – O sol – Fonte: Pixabay (www.pixabay.com) ..............................33
Figura 17 – Sol no horizonte – Fonte: Pixabay (www.pixabay.com) ..............34
Figura 18 – Mapa do Potencial Solar – Fonte:entrepreneurstoolkit.org ..........36
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Figura 19 - Iluminação da Terra pelo Sol durante o solstício do hemisfério sul
(solstício de dezembro) - Fonte: Wikipédia (www.wikipedia.com) .................37
Figura 20 - Iluminação da Terra pelo Sol durante o solstício do hemisfério
norte (solstício de junho) - Fonte: Wikipédia (www.wikipedia.com) ..............38
Figura 21 – Irradiância durante o dia. – Fonte: Econotecnia
(www.econotecnia.com) ..........................................................................39
Figura 22 – Célula fotovoltaica - Fonte:www.energias.bienescomunes.org .....40
Figura 23 – Célula de filme fino – Fonte: Wikipédia (www.wikipedia.org) .......41
Figura 24 – Célula monocristalina – Fonte: Cresesb (www.cresesb.cepel.br) ..42
Figura 25 – Célula policristalina – Fonte: Cresesb (www.cresesb.cepel.br).....43
Figura 26 – Células de Filme Fino –
Fonte:www.globaltradeissues.files.wordpress.com......................................44
Figura 27 – Silício em estado natural, areia - Fonte: APCMag
(www.apcmag.com) ...............................................................................45
Figura 28 – Silício – Fonte: Wikipédia (www.wikipedia.org) .........................46
Figura 29 – Lingote de silício sendo fatiado - Fonte: APCMag
(www.apcmag.com) ...............................................................................47
Figura 30 – Disco de siliicio que será usado para produzir as células
fotovoltaicas - Fonte: APCMag www.apcmag.com .......................................48
Figura 31 – Estrutura da célula – Fonte: HowStuffWorks
(www.howstuffworks.com) ......................................................................49
Figura 32 – Áreas de super aquecimento detectadas – Fonte: Solar
professional (www.solarprofessional.com) .................................................51
Figura 33 - Teste de impacto – Fonte: cdn.deseretnews.com .......................51
Figura 34 – Certificados internacionais – Fonte: Roof Solar Panels
(www.roofsolarpanels.biz) .......................................................................52
Figura 35 – Sistema On-Grid (Conectado à rede) – Fonte: www.eetim.ro ......53
Figura 36 – Potencial da energia solar comparada a outras fontes – Fonte:
energiaheliotermica.gov.br ......................................................................54
Figura 37 – Custo por Watt nos últimos 40 anos – Fonte:
www.portalsolar.com.br ..........................................................................55
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Figura 38 – Usina Fotovoltaica – Fonte: Pixabay (www.pixabay.com) ...........56
Figura 39 – Sistema On-Grid – Fonte: Eletrotech (www.eletrotech-es.com) ...57
Figura 40 – Sistema instalado em telhas de aço – Fonte: Ethical Power
www.ethical-power.com ..........................................................................59
Figura 41 – Sistema ancorado – Fonte: www.enjoythessaloniki.com .............60
Figura 42 – Uma limpeza a cada 6 meses de forma simples é suficiente –
Fonte: www.pvnepal.supsi.ch ..................................................................63
Figura 43 – Radiação solar – Fonte: www.fcsolar.eco.br ..............................64
Figura 44 – Trilho de alumínio – Fonte: Portal Solar www.portalsolar.com.br .65
Figura 45 – Cabo Nexans para sistemas fotovoltaicos – Fonte: Nexans
www.nexans.com.br ...............................................................................66
Figura 46 – Tracker (seguidor solar) – Fonte: Pixabay (www.pixabay.com) ...67
Figura 47 – Inversor Fronius (On-Grid) – Fonte: www.archiexpo.com ...........69
Figura 48 – Bateria estacionária Moura – Fonte: Moura (www.moura.com.br) 70
Figura 49 – Tesla Power Wall feita de baterias de lítio-íon – Fonte: Tesla
(www.tesla.com) ....................................................................................71
Figura 50 – Piranômetro – Fonte: Wikipedia (www.eikipedia.org) .................72
Figura 51 – CPV (Sistema Fotovoltaico Concentrado) – Fonte: Solar Tribune
(www.solartribune.com)..........................................................................73
Figura 52 – Usina fotovoltaica flutuantes - Fonte: www.lgcnsblog.com ..........75
Figura 53 – Sistema Off-Grid com gerador opcional – Fonte:
www.energyinformative.org ....................................................................76
Figura 54 – Iluminação pública com sistema FV – Fonte: www.aurogsolar.com
...........................................................................................................77
Figura 55 – Bomba Solar – Fonte: www.sigmainovar.com.br .......................79
Figura 56 – Módulo Híbrido PVT – Fonte: www.zerocarbonsolution.co.uk .......83
Figura 57 – Telhas criadas pela Solar City, empresa irmã da Tesla. Ambas de
Elon Musk. - Fonte: Tesla (www.tesla.com) ...............................................84
Figura 58 – SSPS – Fonte: www.kijkmagazine.nl ........................................85
Figura 59 – Irradiância Global Média – Fonte: Matthias Loster, 2006 ............90
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Figura 60 – Radiação Solar Global Anual – Fonte: Atlas Solarimétrico do Brasil
(UFPE) ..................................................................................................92
Figura 61 - Mapa brasileiro de irradiação solar em média anual – Fonte:
Pereira, 2006.........................................................................................93
Figura 62 - Ranking Tarifas B1 – Fonte: ANEEL ........................................ 114
Figura 63 - Exemplo de conta da AES Eletropaulo – Fonte: AES Eletropaulo 115
Figura 64 - Exemplo de conta da CELPE – Fonte: CELPE ............................ 116
Figura 65 - Exemplo de conta da CEMIG – Fonte: CEMIG .......................... 117
Figura 66 - Exemplo de conta da COELBA – Fonte: COELBA ...................... 118
Figura 67 - Exemplo de conta da COPEL – Fonte: COPEL ........................... 119
Figura 68 - Exemplo de conta da COSERN – Fonte: COSERN ..................... 120
Figura 69 - Exemplo de conta da CPFL – Fonte: CPFL ............................... 121
Figura 70 - Exemplo de conta da DME – Fonte: DME ................................ 122
Figura 71 - Exemplo de conta da ELEKTRO – Fonte: ELEKTRO ................... 123
Figura 72 - Exemplo de conta da ENERGISA – Fonte: ENERGISA ................ 124
Figura 73 - Exemplo de conta da LIGHT – Fonte: LIGHT ............................ 124
Figura 74 - Sinalização de entrada proibida – Fonte: Soliens ..................... 131
Figura 76- Escada firmemente amarrada e segura – Fonte: Soliens ............ 132
Figura 75 - Sinalização e isolamento da área – Fonte: Soliens ................... 132
Figura 77 - Equipamentos de Proteção Individual – Fonte: Soliens ............. 133
Figura 79 - Lonas, capas de chuva, instintor de incêndio, linhas de vida –
Fonte: Soliens ..................................................................................... 134
Figura 78 - EPI’s – Fonte: Soliens .......................................................... 134
Figura 80 - Ferramentas – Fonte: Soliens ................................................ 137
Figura 81 - Ferramentas – Fonte: Soliens ................................................ 138
Figura 83 - Furadeira de alto impacto com martelete – Fonte: Soliens ........ 139
Figura 82 - Parafusadeira – Fonte: Soliens .............................................. 139
Figura 84 - Kit de pontas e bits para parafusadeiras – Fonte: Soliens ......... 140
Figura 85 - Kit Bloqueio - Fonte www.masterlock.com .............................. 146
Figura 87 - Instalação da String Box – Fonte: Soliens ............................... 179
Figura 86 - Instalação do Sistema Fotovoltaico – Fonte: Soliens ................ 179
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Figura 88 - Cabeamento – Fonte: Soliens ................................................ 180
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Prefácio
O objetivo deste livro digital é demonstrar como a tecnologia fotovoltaica
é simples e pode ser implementada em praticamente qualquer ponto do território
nacional. Temos uma das melhores irradiações solares do planeta, muito
superior a países em que a tecnologia já faz parte do cotidiano da população,
como é o caso da Alemanha.
Uma das funções deste E-Book é despertar a curiosidade dos leitores e
ao mesmo tempo responder dúvidas e esclarecer conceitos. Veremos aqui uma
introdução aos sistemas fotovoltaicos, passando pela sua origem e tipos de
tecnologia, incluindo a fabricação das células. Mais à frente veremos os fatores
que influenciam um dimensionamento, veremos também como se preparar para
uma instalação.
Nos módulos 4, 5 e 6, você terá acesso a técnicas de venda, estratégias
de marketing usadas no setor e informações de como constituir uma empresa
nesse mercado.
É importante frisar que apesar deste livro conter mais de 180 páginas, ele
é usado apenas como uma introdução aos conceitos, e não deverá ser usado
para a instalação de sistemas, pois não foi desenvolvido com este intuito. Para
isso forneceremos informações dos nossos cursos na
Soliens Virtual
Academy, no fim deste e-book, no módulo de conclusão. Para mais
informações, acesse:
15
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www.soliens.com.br (site)
www.fb.com/soliens (facebook)
Este livro foi editado e diagramado pela Equipe da Soliens Virtual
Academy
Todos os direitos reservados a Soliens e a Soliens Virtual
Academy
Jardim Canadá – Nova Lima – Minas Gerais
Brasil
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1.
Introdução
Compreender os fundamentos dos sistemas fotovoltaicos (FV) é a chave
para a concepção e instalação de sistemas de alta qualidade. É por isso que esta
parte é fundamental para abrangermos o que a tecnologia significou no passado,
no presente e quais são as expectativas para o futuro.
Neste e-book gratuito de introdução a sistemas fotovoltaicos desenvolvido
pela SOLIENS, vamos ver os principais componentes usados em todos os tipos
de sistemas fotovoltaicos e sua constituição com detalhes e como eles se
relacionam uns com os outros. Vamos estudar a sua origem e linha histórica, e
a explicação do efeito fotovoltaico. Vamos fornecer uma visão geral dos
fundamentos elétricos que conduzem os projetos e instalações de um sistema e
ver também o que delineia a relação entre o Sol e a Terra e orientar você na
avaliação do recurso solar.
Faremos uma análise sobre todos os tipos diferentes de energia solar,
incluindo o uso de “Trackers” (seguidores), as suas vantagens e desvantagens.
Vamos falar também sobre as unidades de energia e explicar o básico sobre os
fundamentos elétricos e suas diferenças.
Para finalizar vamos dar uma olhada geral nos tipos de célula fotovoltaica
padrão, os tipos de painéis e diferentes tipos de tecnologia fotovoltaica, além de
uma olhada geral nos sistemas On-Grid (conectados à rede) foco do nosso curso,
sistemas Off-Grid de uma forma geral e nos sistemas Híbridos.
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Origem e Linha Histórica
O termo "fotovoltaico" começou a ser utilizado na Inglaterra no ano 1849.
Vem do grego: phos, que significa "luz", e de - voltaico, que vem do campo da
eletricidade, em estima ao físico italiano Alessandro Volta.
Figura 1 - Alessandro Volta - Fonte: Wikipédia
(www.wikipedia.com)
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O efeito fotovoltaico foi observado pela primeira vez dez anos antes, em
1839, pelo físico francês Alexandre Edmond Becquerel, porém a primeira
célula solar não foi fabricada até 1883.
Figura 2 - Edmond Becquerel - Fonte: Wikipédia
(www.wikipedia.com)
Seu criador foi Charles Fritts, quem recobriu uma amostra de selênio
semicondutor com pó de ouro, formando junções. Esse aparelho antiquado
apresentava uma eficiência menor do que 1%, porém demonstrou de maneira
real que, efetivamente, criar eletricidade com luz era possível. As pesquisas
realizadas no século XIX por Michael Faraday, James Clerk Maxwell, Nikola
Tesla e Heinrich Hertz sobre indução eletromagnética, forças elétricas e ondas
20
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eletromagnéticas, e acima de tudo os de Albert Einstein em 1905,
proporcionaram a base teórica ao efeito fotoelétrico, que é o alicerce da
conversão de energia solar para eletricidade.
Figura 3 – Albert Einstein, prêmio Nobel pelo efeito fotoelétrico
- Fonte: Wikipédia (www.wikipedia.com)
Nos anos 50, a Bell Labs criou a primeira peça de tecnologia fotovoltaica
projetada para uso no espaço. Esta tecnologia logo encontrou seu caminho de
volta para terra para uso em aplicações de telecomunicações em áreas remotas.
Nas décadas de 1970 e 1980, os módulos fotovoltaicos foram usados para
carregar baterias e, em seguida, para alimentar luzes e aparelhos em casas
afastadas. Estes primeiros pioneiros ajudaram a preparar o cenário para a
indústria fotovoltaica de hoje.
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Figura 4 – Astronauta na estação espacial, painéis fotovoltaicos monocristalinos produzem a energia
para o consumo da estação. - Fonte: Nasa (www.nasa.gov)
As primeiras células fotovoltaicas não foram muito eficientes ou
amplamente utilizadas fora do espaço, pois seu custo era bastante elevado. No
entanto, ao longo dos anos, as empresas de manufatura aumentaram a
eficiência e a confiabilidade e conseguiram reduzir drasticamente os custos.
Todas estas contribuições conduziram ao uso generalizado de módulos solares
e sua disponibilidade para todos nós.
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Figura 5 – Primeiros módulos fotovoltaicos produzidos pela Bell Labs 1950. - Fonte: KRCB
(www.radio.krcb.org)
Para você e eu, a eletricidade está disponível em quase todos os lugares,
sistemas fotovoltaicos são capazes de se integrar com a rede elétrica existente.
Em regiões remotas os sistemas fotovoltaicos fornecem energia valiosa para
alimentar sistemas de iluminação, refrigeradores e ajudando a fornecer água
potável.
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Figura 6 – Montagem de Painel Policristalino - Fonte: Pixabay (www.pixabay.com)
Historicamente, os Estados Unidos lideraram a instalação de energia
fotovoltaica desde o seu início até 1996, quando a sua capacidade instalada
atingia os 77MW, mais que qualquer outro país até a data. Nos anos posteriores,
foi superado pelo Japão, que manteve a liderança até que a Alemanha o
ultrapassou em 2005, mantendo a liderança desde então. A partir de 2015, a
Alemanha aproximava-se dos 40GWp instalados.
No entanto, a China é um dos países onde a energia fotovoltaica mais
cresce. Espera-se que triplique a sua potência instalada atual até os 70GWp em
2017, se convertendo em curto prazo no maior produtor de energia fotovoltaica
do mundo.
No Brasil a tecnologia é recente. Abaixo um gráfico da ANEEL de Janeiro
de 2016 indicando como a implementação é recente:
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Figura 7 - Número de Conexões acumulado em janeiro de 2016. - Fonte: ANEEL (www.aneel.gov.br)
Em janeiro de 2017 o total de sistemas já ultrapassava os 9.000 pelo
Brasil, um crescimento de cerca de 450% durante um período de instabilidade
política e econômica. De acordo com dados da ANEEL, a previsão é de que
sejamos 1,5 milhões de sistemas até 2020 e cerca de 18% das residências no
Brasil tenham o sistema até 2024.
Efeito Fotovoltaico
O efeito fotovoltaico é a criação de tensão ou corrente elétrica em um
material após a exposição à luz e é uma propriedade física e química.
A primeira demonstração do efeito fotovoltaico em 1839 usou uma célula
eletroquímica, mas a forma mais familiar do efeito fotovoltaico nos tempos
modernos, porém, é em dispositivos de estado sólido, principalmente em
fotodiodos.
25
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Figura 8 – Célula Fotovoltaica - Fonte: solarbrasil (www.solarbrasil.com.br)
Quando a luz solar ou outra luz suficientemente energética incidem sobre
o fotodiodo, os elétrons presentes na camada de valência absorvem energia e,
sendo excitados, saltam para a banda de condução e tornam-se livres.
Figura 9 – Efeito Fotovoltaico – Fonte: Energia Tecsolar (www.energiatecsolar.com.br)
26
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Estes elétrons excitados difundem-se, e alguns alcançam a junção
retificadora (geralmente uma junção p-n) onde são acelerados em um material
diferente por um potencial incorporado (potencial de Galvani). Isso gera uma
força eletromotriz, e assim parte da energia luminosa é convertida em energia
elétrica.
Para conseguir uma célula solar prática, também é preciso acrescentar
contatos elétricos (que permitam extrair a energia gerada), uma capa que
proteja a célula mas deixe passar a luz, uma capa anti-reflexo para garantir a
correta absorção dos fótons, e outros elementos que aumentem a eficiência do
mesmo.
Figura 10 – Constituição interna de uma célula fotovoltaica - Fonte: Electronica-PT (www.electronica-pt.com)
Um conjunto de células fotovoltaicas constitui um painel fotovoltaico, também
conhecido como módulo fotovoltaico.
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Figura 11 – Conjunto de células formando um painel - Fonte: Electronica-PT (www.electronica-pt.com)
Tipos de Energia Solar
A energia solar é a luz e o calor do Sol que é aproveitado usando uma
gama de tecnologias em constante evolução, como o aquecimento solar, a
energia fotovoltaica, energia solar térmica, arquitetura solar, plantas de energia
de sal fundido e fotossíntese artificial. É uma importante fonte de energia
renovável e suas tecnologias são amplamente caracterizadas como solar passiva
ou solar ativa dependendo de como elas capturam e distribuem a energia ou a
convertem em energia elétrica.
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Figura 12 – Radiação Total – Fonte: Wikipédia (www.wikipedia.org)
A Terra recebe 174.000 terawatts (TW) de radiação solar entrante
(insolação) na atmosfera superior. Aproximadamente 30% é refletido de volta
ao espaço enquanto o resto é absorvido por nuvens, oceanos e massas
terrestres. O espectro de luz solar na superfície da Terra é maioritariamente
espalhado pelas faixas visíveis e próximo ao infravermelho com uma pequena
parte no ultravioleta próximo.
Energia Térmica
Os sistemas de água quente solar usam a luz solar para aquecer a água.
Em baixas latitudes geográficas (abaixo de 40 graus), 60% a 70% da água
quente doméstica pode ser fornecida com sistemas de aquecimento solar até
60°C. Os tipos mais comuns de aquecedores de água solares são coletores de
vácuo (44%) e coletores de placas planas (34%) geralmente usados para água
quente doméstica; e coletores plásticos não esmaltados (21%) utilizados
principalmente para aquecer piscinas.
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Figura 13 – Energia Térmica para aquecimento de água – Fonte: www.micronovasrl.com
A partir de 2007, a capacidade instalada total de sistemas de água quente
solar era de aproximadamente 154 gigawatt térmicos (GWth). A China é o líder
mundial em sua implantação com 70GWth instalado a partir de 2006 e um
objetivo de longo prazo de 210GWth até 2020. Israel e Chipre são os líderes
per capita no uso de sistemas solares de água quente com mais de 90% das
casas usando-os. Nos Estados Unidos, Canadá e Austrália, a piscina de
aquecimento é a aplicação dominante de água quente solar com uma
capacidade instalada de 18GWth a partir de 2005.
Energia Solar Concentrada
O sal fundido pode ser empregado como um método de armazenamento
de energia térmica para reter a energia térmica coletada por uma torre solar ou
cocho solar de uma usina de energia solar concentrada, de modo que ele pode
ser usado para gerar eletricidade em mau tempo ou à noite. Foi demonstrado
no projeto Solar Two de 1995-1999. Prevê-se que o sistema tenha uma
eficiência anual de 99%, uma referência à energia retida armazenando calor
antes de transformá-lo em eletricidade.
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Figura 14 – Usina de Energia Solar Concentrada – Fonte: Construction Review Online
www.constructionreviewonline.com
Energia Solar Fotovoltaica
Nas duas últimas décadas, a energia fotovoltaica (FV), também conhecida como
PV solar, evoluiu de um nicho de mercado puro de aplicações de pequena escala para
se tornar uma fonte de eletricidade generalizada.
Uma célula solar é um dispositivo que converte luz diretamente em eletricidade
usando o efeito fotoelétrico. Como já vimos, a primeira célula solar foi construída por
Charles Fritts em 1880. Em 1931, um engenheiro alemão, o Dr. Bruno Lange,
desenvolveu uma célula fotográfica usando seleneto de prata no lugar de óxido de
cobre. Embora o protótipo de células de selênio tenha convertido menos de 1% da luz
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incidente em eletricidade, Ernst Werner von Siemens e James Clerk Maxwell
reconheceram a importância desta descoberta.
Figura 15 – Satélite – Fonte: Nasa (www.nasa.org)
O Sol
O Sol é a estrela no centro do Sistema Solar. É uma esfera quase perfeita
de plasma quente, com movimento convexo interno que gera um campo
magnético através de um processo de dínamo. É de longe a mais importante
fonte de energia para a vida na Terra. Seu diâmetro é cerca de 109 vezes o da
Terra, além de ser 330.000 vezes maior, representando cerca de 99,86% da
massa total do Sistema Solar.
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Figura 16 – O sol – Fonte: Pixabay (www.pixabay.com)
O Sol se formou há aproximadamente 4,6 bilhões anos atrás, do colapso
gravitacional da matéria dentro de uma região de uma grande nuvem molecular.
A massa central tornou-se tão quente e densa que eventualmente iniciou a fusão
nuclear em seu núcleo. Depois que a fusão do hidrogênio em seu núcleo diminuir
ao ponto em que não está mais no equilíbrio hidrostático, o núcleo do sol
experimentará um aumento na densidade e na temperatura quando suas
camadas exteriores se expandirem para transformar eventualmente um gigante
vermelho.
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Irradiação Solar
A irradiação solar é a potência por unidade de área recebida do Sol sob a
forma de radiação eletromagnética. A irradiação pode ser medida no espaço ou
na superfície da Terra após absorção atmosférica e dispersão. A irradiância solar
total (ETI), é uma medida da energia solar sobre todos os comprimentos de
onda por unidade de área incidente na atmosfera superior da Terra.
A constante solar é uma medida convencional de ETI média a uma
distância de uma unidade astronômica (AU). A irradiação na Terra também é
medida perpendicularmente à luz solar que entra. Insolação é a potência
recebida na Terra por unidade de área em uma superfície horizontal. Depende
da altura do Sol acima do horizonte.
Figura 17 – Sol no horizonte – Fonte: Pixabay (www.pixabay.com)
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Unidades
A unidade de irradiância é watt por metro quadrado (W/m2). A indústria
de energia solar usa watt-hora por metro quadrado (Wh/m2) dividido pelo
tempo. 1kW/m2 = 24kWh/m2dia.
Parte da radiação que atinge um objeto é absorvida e o restante refletido.
Geralmente a radiação absorvida é convertida em energia térmica, aumentando
a temperatura do objeto. As unidades de irradiância são usadas como entrada
para planilhas para dimensionar sistemas de energia solar fotovoltaica. Porque
os painéis solares são montados quase sempre em um ângulo determinado pela
localização para o sol, seguindo uma tabela, a insolação deve ser ajustada para
impedir as estimativas que são imprecisamente baixas para o inverno e
irregularmente elevadas para o verão.
Os painéis fotovoltaicos são classificados em condições padrão para
determinar a potência em Watt-Pico (Wp = pico de watts), que pode então ser
usada com insolação para determinar a saída esperada, ajustada por fatores
como inclinação, rastreamento e sombreamento (que podem ser incluídos para
criar a classificação Wp instalada).
Irradiação
O mapa solar do Brasil mostra a média anual do total diário de irradiação
solar global incidente no território brasileiro. Pode-se observar que a média
anual de irradiação global apresenta boa uniformidade, com médias anuais
relativamente altas em todo país. O valor máximo de irradiação global ocorre no
norte do estado da Bahia. A menor irradiação solar global ocorre no litoral norte
de Santa Catarina. Os valores de irradiação solar global incidente em qualquer
região do território brasileiro (4200-6700 kWh/m2) são superiores aos da
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maioria dos países da União Europeia, como Alemanha, França e Espanha, onde
projetos de energia solar, são amplamente disseminados.
Figura 18 – Mapa do Potencial Solar – Fonte:entrepreneurstoolkit.org
Solstício
Na astronomia, solstício é o momento em que o Sol, durante seu
movimento aparente na esfera celeste, atinge a maior declinação em latitude,
medida a partir da linha do equador. Os solstícios ocorrem duas vezes por ano:
em dezembro e em junho. O dia e hora exatos variam de um ano para outro.
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No hemisfério norte o solstício de verão ocorre por volta do dia 21 de junho
e o solstício de inverno por volta do dia 21 de dezembro. Estas datas marcam o
início das respectivas estações do ano neste hemisfério. Já no hemisfério sul, o
fenômeno é simétrico: o solstício de verão ocorre em dezembro e o solstício de
inverno ocorre em junho.
Os trópicos de Câncer e Capricórnio são definidos em função dos solstícios.
No
solstício
de
verão
do
hemisfério
sul,
os
raios
solares
incidem
perpendicularmente à superfície da Terra no Trópico de Capricórnio. No solstício
de verão do hemisfério norte, ocorre o mesmo fenômeno no Trópico de Câncer.
Figura 19 - Iluminação da Terra pelo Sol durante o solstício do hemisfério sul (solstício de dezembro) - Fonte:
Wikipédia (www.wikipedia.com)
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Figura 20 - Iluminação da Terra pelo Sol durante o solstício do hemisfério norte (solstício de junho) Fonte: Wikipédia (www.wikipedia.com)
Na linha do equador a duração dos dias é fixa ao longo das estações, com
12 horas de luz e 12 horas de noite (latitude de 0°). Desse modo os solstícios
nessa linha não podem ser observados através de dias ou de noites mais longas.
Somente podem ser observados através do dia em que o Sol atinge a menor
elevação no meio-dia local, podendo o azimute dessa elevação do Sol estar
orientado para o norte (solstício de verão no hemisfério norte) ou para o sul
(solstício de verão no hemisfério sul).
Nas linhas dos trópicos de Câncer e Capricórnio, os solstícios de verão
respectivos a cada hemisfério da Terra coincidem com o único dia do ano em
que os raios solares incidem perpendicularmente.
Nas linhas dos círculos polares Ártico e Antártico, os solstícios marcam o
único dia do ano em que o dia ou a noite duram 24 horas ininterruptas
considerando a estação do ano: verão ou inverno, respectivamente.
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Figura 21 – Irradiância durante o dia. – Fonte: Econotecnia (www.econotecnia.com)
É de suma importância compreender este movimento, pois toda a
instalação e o dimensionamento dependem deste conceito. É bom lembrar que
os painéis serão voltados para o norte, pois estamos no Brasil (hemisfério sul).
Célula Fotovoltaica
Células solares são tipicamente nomeadas após o material semicondutor
de que são feitos. Estes materiais devem ter certas características a fim de
absorver a luz solar. Algumas células são projetadas para lidar com a luz solar
que atinge a superfície da Terra, enquanto outras são otimizadas para uso no
espaço. As células solares podem ser feitas de apenas uma camada única de
material absorvente de luz (junção simples) ou usar múltiplas configurações
físicas (junções múltiplas) para aproveitar vários mecanismos de separação de
carga e absorção.
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Figura 22 – Célula fotovoltaica - Fonte:www.energias.bienescomunes.org
As células solares podem ser classificadas em células de primeira, segunda
e terceira geração.
As
células
da
primeira
geração
–
também
chamadas
de
células
convencionais, tradicionais ou baseadas em “wafer” - são feitas de silício
cristalino, a tecnologia fotovoltaica predominante comercialmente.
As células de segunda geração – são células solares de película fina, que
incluem células de silício amorfo, CdTe e CIGS e são comercialmente
significativas em centrais eléctricas fotovoltaicas em grande escala, construindo
sistemas fotovoltaicos integrados ou em pequenos sistemas de energia
autónomos.
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As células de terceira geração – são células solares que inclui várias
tecnologias de filmes finos, muitas vezes descritas como fotovoltaicas
emergentes - a maioria delas ainda não foi aplicada comercialmente e ainda está
em fase de pesquisa e desenvolvimento.
Figura 23 – Célula de filme fino – Fonte: Wikipédia (www.wikipedia.org)
Silício Cristalino
De longe, o material mais prevalente para células solares é o silício
cristalino (c-Si), também conhecido como "silício de grau solar". O silício em
massa é separado em várias categorias de acordo com a cristalinidade e o
tamanho do cristal no lingote, fita ou “wafer” resultante. Estas células são
inteiramente baseadas em torno do conceito de uma junção p-n. Células solares
feitas de c-Si são feitas de wafers entre 160 e 240 micrômetros de espessura.
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Silício Monocristalino
As células solares de silício monocristalino (mono-Si) são mais eficientes
e mais caras do que a maioria dos outros tipos de células. Os cantos das células
parecem cortados, como um octógono, porque o material de bolacha é cortado
de lingotes cilíndricos, que são tipicamente cultivados pelo processo de
Czochralski. Painéis solares usando células mono-Si exibem um padrão distinto
de pequenos diamantes brancos.
Figura 24 – Célula monocristalina – Fonte: Cresesb
(www.cresesb.cepel.br)
Silício Policristalino
Silício policristalino, ou células de silício multicristalino (multi-Si) são
feitas de lingotes quadrados de fundição - grandes blocos de silício fundido
cuidadosamente resfriado e solidificado. Eles consistem em pequenos cristais
dando ao material seu efeito de floco de metal típico. As células de polissilício
são o tipo mais comum usado em fotovoltaica e são menos dispendiosas, mas
também menos eficientes do que as feitas a partir de silício monocristalino.
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Figura 25 – Célula policristalina – Fonte: Cresesb
(www.cresesb.cepel.br)
Silício em Fita
O silício em fita é um tipo de silício policristalino - é formado extraindo
películas finas planas do silício derretido e resulta em uma estrutura
policristalina. Estas células são mais baratas de fazer do que multi-Si, devido a
uma grande redução no desperdício de silício, uma vez que esta abordagem não
requer serração de lingotes. No entanto, eles também são menos eficientes.
Filme Fino
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As tecnologias de filme fino reduzem a quantidade de material ativo em
uma célula. A maioria dos projetos envolve o material ativo entre duas lâminas
de vidro. Uma vez que os painéis solares de silício utilizam apenas um painel de
vidro, os painéis de película fina são aproximadamente o dobro do que os painéis
de silício cristalino, embora tenham um impacto ecológico menor (determinado
a partir da análise do ciclo de vida).
Figura 26 – Células de Filme Fino – Fonte:www.globaltradeissues.files.wordpress.com
Produção das Células
As células solares fotovoltaicas são discos de silício finos que convertem a
luz solar em eletricidade. Esses discos atuam como fontes de energia para uma
ampla variedade de usos.
Com a explicação de Albert Einstein em 1905 sobre o efeito fotoelétrico o metal absorve a energia da luz e reterá essa energia até que a luz a acerte.
No entanto, poucos progressos foram feitos até que a pesquisa em diodos e
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transistores produziu o conhecimento necessário para que os cientistas da Bell,
Gordon Pearson, Darryl Chapin e Cal Fuller produzissem uma célula solar
de silício de 4% em 1954. O trabalho adicional trouxe a eficiência da célula até
15%.
Matéria Prima
O componente básico de uma célula solar é silício puro, que não é puro
em seu estado natural.
Figura 27 – Silício em estado natural, areia - Fonte: APCMag (www.apcmag.com)
O silício puro é derivado de tais dióxidos de silício como cascalho de
quartzito (a sílica mais pura) ou quartzo triturado. O silício puro resultante é
então dopado (tratado ) com fósforo e boro para produzir um excesso de elétrons
e uma deficiência de elétrons, respectivamente, para fazer um semicondutor
capaz de conduzir eletricidade. Os discos de silício são brilhantes e exigem um
revestimento antirreflexo, geralmente dióxido de titânio.
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Processo de Fabricação
O dióxido de silício do cascalho de quartzito ou quartzo triturado é colocado
em um forno de arco elétrico. Aplica-se então um arco de carbono para libertar
o oxigénio. Os produtos são dióxido de carbono e silício fundido. Este processo
simples produz silício com 1% de impureza, útil em muitas indústrias, mas não
na indústria de células solares.
Figura 28 – Silício – Fonte: Wikipédia (www.wikipedia.org)
O silício puro de 99% é purificado ainda mais usando a técnica de zona
flutuante. Uma vareta de silício impuro é passada através de uma zona aquecida
várias vezes na mesma direção. Este procedimento "arrasta" as impurezas em
direção a uma extremidade com cada passagem. Em um ponto específico, o
silício é considerado puro, e a extremidade impura é removida.
As células solares são feitas de cristais de silício, estruturas mono
cristalinas que têm a estrutura atômica de um único cristal. O processo mais
comumente usado para criar o lingote é chamado o método Czochralski. Neste
processo, um cristal semente de silício é mergulhado em silício fundido. À
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medida que o cristal de semente é retirado e rodado, é formado um lingote
cilíndrico ou "boule" de silício. O lingote retirado é puro, porque as impurezas
tendem a permanecer no líquido.
Do lingote, os discos do silício são cortados uma de cada vez usando uma
serra circular cujo o diâmetro interno corte a haste, ou com uma serra de fio.
(Uma serra de diamante produz cortes que são tão largos quanto a bolacha –
5mm de espessura.) Cerca de metade do silício do lingote é perdida para o corte
dos discos acabados – mais ainda se o disco for cortado para ser retangular ou
hexagonal. Wafers retangulares ou hexagonais são por vezes utilizados em
células solares, porque eles podem ser montados juntos perfeitamente,
utilizando assim todo o espaço disponível na superfície frontal da célula solar.
Figura 29 – Lingote de silício sendo fatiado - Fonte: APCMag
(www.apcmag.com)
Os discos são polidos para remover as marcas da serra. (Recentemente
foi descoberto que as células mais ásperas absorvem a luz de forma mais eficaz)
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Figura 30 – Disco de siliicio que será usado para produzir as células fotovoltaicas - Fonte:
APCMag www.apcmag.com
A forma tradicional de dopagem (doping = adição de impurezas) wafers
de silício com boro e fósforo é introduzir uma pequena quantidade de boro
durante o processo de Czochralski no passo #3 acima. Os discos são então
selados de costas para trás e colocadas num forno para serem aquecidos
ligeiramente abaixo do ponto de fusão do silício (1.410 graus Celsius) na
presença de gás fosforoso. Os átomos de fósforo tocam o silício, que é mais
poroso porque está perto de se tornar um líquido.
Os contatos elétricos conectam cada célula solar a outra e ao receptor da
corrente produzida. Os contatos devem ser muito finos (pelo menos na frente)
para não bloquear a luz solar para a célula. Os metais como paládio/prata, níquel
ou cobre são evaporados a vácuo. As células são encapsuladas em etileno
acetato de vinilo e colocadas numa armação metálica que tem uma folha
posterior “mylar” e cobertura de vidro.
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Figura 31 – Estrutura da célula – Fonte: HowStuffWorks
(www.howstuffworks.com)
Depois que os contatos estiverem no lugar, tiras finas (filamentos) são
colocadas entre as células. As tiras mais utilizadas são cobre estanhado e prata.
Porque o silício puro é brilhante, pode refletir até 35% da luz solar. Para
reduzir a quantidade de luz solar perdida, um revestimento anti-reflexo é
colocado sobre o disco de silício. O material usado para o revestimento é
aquecido até que suas moléculas fervam, viajam ao silício e condensam-se, ou
o material sofre pulverização catódica (sputtering). Neste processo, uma alta
tensão bate moléculas fora do material e os deposita no silício no eletrodo
oposto. Ainda outro método é permitir que o próprio silício reaja com gases
contendo oxigénio ou Nitrogênio para formar dióxido de silício ou nitreto de
silício.
As células solares acabadas são então encapsuladas. Isto é, seladas em
borracha de silício ou etileno acetato de vinilo. As células solares encapsuladas
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são então colocadas em uma estrutura de alumínio que tem uma folha de fundo
“mylar” ou “tedlar” e uma cobertura de vidro ou plástico.
Controle de Qualidade
O controle de qualidade é importante na fabricação de células solares
porque a discrepância nos muitos processos e fatores pode afetar adversamente
a eficiência global das células.
O Low Cost Solar Array Project (Projeto de Sistema Fotovoltaico de
baixo custo - iniciado pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos no final
da década de 1970) patrocinou uma pesquisa privada que visava reduzir o custo
das células solares.
O silício em si é testado quanto à pureza, orientação cristalina e
resistividade. Os fabricantes também testam a presença de oxigênio (que afeta
sua resistência e resistência à deformação) e carbono (que causam defeitos).
Os discos de silício acabados são inspecionados por qualquer dano, escamação
ou dobra que possa ter ocorrido durante a serragem, polimento e gravação.
Durante todo o processo de fabricação do disco de silício, a temperatura,
a pressão, a velocidade e as quantidades de contaminantes são continuamente
monitoradas. Também são tomadas medidas para assegurar que as impurezas
no ar e nas superfícies de trabalho são mantidas a um mínimo.
Os semicondutores concluídos devem ser submetidos a testes elétricos
para verificar se a corrente, a tensão e a resistência de cada um correspondem
a padrões apropriados.
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Figura 32 – Áreas de super aquecimento detectadas –
Fonte: Solar professional (www.solarprofessional.com)
O teste final para módulos solares é o teste de campo, no qual os módulos
acabados são colocados onde eles serão realmente usados. Isso fornece ao
pesquisador os melhores dados para determinar a eficiência de uma célula solar
em condições ambientais e a vida útil da célula solar, os fatores mais
importantes de todos.
Figura 33 - Teste de impacto – Fonte: cdn.deseretnews.com
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Se você mora em uma área que é propensa a tempestades de granizo,
você deve obter painéis solares que foram testados para o impacto. A
certificação européia IEC 61215. Todos os módulos vendidos pela SOLIENS,
tem esta e várias outras certificações.
Figura 34 – Certificados internacionais – Fonte: Roof Solar Panels
(www.roofsolarpanels.biz)
Sistemas Fotovoltaicos
Um sistema fotovoltaico (sistema de energia solar fotovoltaica) é um
sistema de energia projetado para fornecer energia solar utilizável por meio da
tecnologia fotovoltaica.
Consiste em um arranjo de vários componentes, incluindo painéis solares
para absorver e converter luz solar em eletricidade, um inversor solar para
mudar a corrente elétrica de corrente contínua CC para corrente alternada CA,
cabeamento e outros acessórios elétricos para configurar um sistema de
trabalho. Também pode usar um sistema de rastreamento solar para melhorar
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o desempenho geral do sistema e incluir uma solução de bateria integrada, uma
vez que os preços dos dispositivos de armazenamento devem diminuir nos
próximos anos, apesar de encarecerem imensamente os projetos no presente
(2017).
Figura 35 – Sistema On-Grid (Conectado à rede) – Fonte: www.eetim.ro
Os sistemas fotovoltaicos convertem a luz diretamente em eletricidade e
não devem ser confundidos com outras tecnologias, como a energia solar
concentrada ou solar térmica, utilizada para aquecimento e arrefecimento. Os
sistemas fotovoltaicos variam de sistemas pequenos montados no telhado ou
construídos com capacidade de algumas a várias dezenas de quilowatts, até
grandes usinas elétricas de centenas de megawatts.
Operando silenciosamente e sem quaisquer partes móveis ou emissões
ambientais, os sistemas fotovoltaicos passaram de aplicações de nicho de
mercado para uma tecnologia madura usada para geração de eletricidade em
escala global. Um sistema de telhado recupera a energia investida para sua
fabricação e instalação dentro de 3 a 7 anos e produz cerca de 95 por cento da
energia renovável limpa líquida ao longo de uma vida útil superior a 30 anos.
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Figura 36 – Potencial da energia solar comparada a outras fontes – Fonte:
energiaheliotermica.gov.br
Devido ao crescimento exponencial da energia fotovoltaica, os preços dos
sistemas fotovoltaicos diminuíram rapidamente nos últimos anos. No entanto,
eles variam de acordo com o mercado e o tamanho do sistema.
Atualmente, os módulos solares fotovoltaicos representam menos de
metade do custo global do sistema, deixando o restante para os componentes e
outros custos, que incluem a aquisição de clientes, o licenciamento, inspeção e
interconexão, o trabalho de instalação e os custos de financiamento.
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Figura 37 – Custo por Watt nos últimos 40 anos – Fonte: www.portalsolar.com.br
Visão Geral
Um sistema fotovoltaico converte a radiação do sol em eletricidade utilizável.
Compreende a matriz solar e o equilíbrio dos componentes do sistema. Os sistemas
fotovoltaicos podem ser categorizados por vários aspectos, tais como:

Sistemas Conectados à Rede vs. Autônomos

Sistemas Integrados vs. Sistemas Montados em Rack

Sistemas Residenciais vs. Utilitários

Sistemas Distribuídos vs. Centralizados

Sistemas de Telhado vs. Sistemas Montados no Solo

Sistemas de Rastreamento (tracker) vs. Sistemas de Inclinação Fixa

Sistemas Construídos vs. Sistemas Adaptados
Outras distinções podem incluir sistemas com:

Micro Inversores vs. Inversores Centrais

Sistemas que usam Tecnologia de Silício Cristalino vs. Filme Fino (thin-film)
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Cerca de 99% de todos os sistemas europeus e 90% de todos os sistemas de
energia solar dos EUA são conectados à rede elétrica, enquanto os sistemas off-grid
são um pouco mais comuns na Austrália e Coréia do Sul. Sistemas FV raramente usam
armazenamento de bateria. Isso pode mudar em breve, à medida que os incentivos
governamentais para o armazenamento distribuído de energia estão sendo
implementados e os investimentos em soluções de armazenamento estão
gradualmente se tornando economicamente viáveis para sistemas pequenos.
Figura 38 – Usina Fotovoltaica – Fonte: Pixabay (www.pixabay.com)
O silício cristalino é o material predominante usado em 90% dos módulos solares
produzidos em todo o mundo, enquanto o filme fino rival perdeu participação de
mercado nos últimos anos, mas pode ser uma tendência nos próximos anos. Cerca de
70% de todas as células solares e módulos são produzidos na China e Taiwan, deixando
apenas 5% para os fabricantes europeus e norte-americanos.
Existem vários milhões de sistemas fotovoltaicos distribuídos em todo o mundo,
principalmente na Europa, com 1,4 milhão de sistemas apenas na Alemanha, bem
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como a América do Norte com 440.000 sistemas nos Estados Unidos. Um módulo solar
convencional aumentou sua eficiência de 15 para 20% nos últimos 10 anos e um
sistema fotovoltaico recupera a energia necessária para a sua fabricação em cerca de
2 anos.
Em locais excepcionalmente irradiados, ou quando a tecnologia de filme fino é
utilizada, o chamado tempo de retorno de energia diminui para um ano ou menos. A
medição líquida e os incentivos financeiros, como as tarifas preferenciais de alimentação
para energia solar, também apoiaram muito as instalações de sistemas fotovoltaicos
em muitos países.
Sistema On-Grid (Conectado à Rede)
Figura 39 – Sistema On-Grid – Fonte: Eletrotech (www.eletrotech-es.com)
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Um sistema On-Grid é conectado a uma rede independente maior
(tipicamente a rede elétrica pública) e alimenta a energia diretamente na rede.
Essa energia pode ser compartilhada por um edifício residencial ou comercial
antes ou depois do ponto de medição.
Os sistemas conectados à rede variam de tamanho de residenciais para
usinas solares. Esta é uma forma de geração descentralizada de eletricidade. A
alimentação de eletricidade para a rede requer a transformação da corrente
contínua em corrente alternada por meio de um inversor de malha de rede
especial sincronizado. A maioria dos módulos (60 ou 72 células de silício
cristalino) geram de 160W a 300W de potência a 36V.
Os sistemas fotovoltaicos são geralmente classificados em três segmentos
de mercado distintos: telhado residencial, telhado comercial e sistemas de
grande escala montados no solo. Suas capacidades variam de alguns quilowatts
a centenas de megawatts.
Um sistema residencial típico é em torno de 10 quilowatts e montado em
um telhado inclinado. Embora os sistemas montados no teto sejam pequenos e
exibam um custo por watt maior do que as grandes instalações em grande
escala, eles representam a maior participação no mercado. Há, no entanto, uma
tendência crescente para maiores usinas, especialmente nas regiões de maior
insolação do planeta.
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Figura 40 – Sistema instalado em telhas de aço – Fonte: Ethical Power www.ethical-power.com
Componentes
Um sistema fotovoltaico para o fornecimento de energia residencial,
comercial, ou industrial consiste na disposição solar e em um número de
componentes.
Os componentes incluem equipamentos de condicionamento de energia e
estruturas para montagem, tipicamente um ou mais conversores CC para CA,
mais conhecidos como inversores, um dispositivo de armazenamento de energia
(no caso de Off-Grid), um sistema de racking (trilhos) que suporta o arranjo
fotovoltaico, fiação elétrica e proteções e conexões.
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Figura 41 – Sistema ancorado – Fonte: www.enjoythessaloniki.com
Arranjo Fotovoltaico
Células solares convencionais de silício, normalmente ligadas em série, são
encapsuladas em um módulo solar para protegê-las do tempo. O módulo
consiste de um vidro temperado como capa, um encapsulante macio e flexível,
uma folha traseira feita de um material resistente ao intemperismo e resistente
ao fogo e uma moldura de alumínio em torno da borda externa. Eletricamente
conectados e montados em uma estrutura de suporte, módulos solares muitas
vezes são chamados de painéis solares.
A maioria dos arranjos fotovoltaicos usam um inversor para converter a
energia de corrente contínua produzida pelos módulos em corrente alternada
que pode alimentar luzes, motores e outras cargas. Os módulos em uma matriz
fotovoltaica são normalmente primeiro conectados em série para obter a tensão
desejada; As strings individuais são então conectadas em paralelo para permitir
que o sistema produza mais corrente.
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Módulo e Eficiência
Um típico módulo FV "150 watts" é de cerca de um metro quadrado de
tamanho. Tal módulo pode produzir 0,75 quilowatts-hora (kWh) todos os dias,
em média, depois de ter em conta o tempo e a latitude, para uma insolação de
5 horas de sol/dia. Nos últimos 10 anos, a eficiência dos módulos comerciais de
silício cristalino com base em “wafer” (fatia) aumentou de cerca de 12% para
16% e a eficiência do módulo CdTe aumentou de 9% para 13% durante o
mesmo período.
O aumento da temperatura degrada o desempenho dos módulos. É preciso
permitir que o ar ambiente flua sobre, e se possível atrás dos módulos
fotovoltaicos reduzindo este problema. A vida útil média de um módulo é de
cerca de 25 anos ou mais. Alguns estão em operação a mais de 50 anos
(satélites).
Devido à baixa tensão de uma célula solar individual (normalmente cerca
de 0,5V), várias células são ligadas em série na fabricação de um "laminado". O
laminado é montado em um invólucro protetor contra intempéries, fazendo
assim um módulo fotovoltaico ou painel solar. Os módulos podem então ser
encadeados juntos em um arranjo.
Em 2012, os painéis solares disponíveis para os consumidores podiam ter
uma eficiência de até cerca de 17%, enquanto painéis comercialmente
disponíveis podem ir até 27%. Foi registrado que um grupo do Instituto
Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar criou uma célula que pode atingir
44,7% de eficiência, o que torna as esperanças dos cientistas de alcançar o
limiar de eficiência de 50% muito mais viável.
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Sombreamento e Sujeira
A célula fotovoltaica é extremamente sensível ao sombreamento. Os
efeitos deste sombreamento são bem conhecidos. Quando mesmo uma pequena
porção de uma célula, módulo ou arranjo é sombreado, enquanto o restante está
na luz solar, a saída cai dramaticamente.
Se a corrente extraída da sequência de séries de células não for maior que
a corrente que pode ser produzida pela célula sombreada, a corrente
desenvolvida pela sequência é limitada. Se houver tensão suficiente disponível
do restante das células em uma string, a corrente será forçada através da célula,
quebrando a junção na parte sombreada. Esta tensão de ruptura em células
comuns é entre 10 e 30 volts. Em vez de adicionar à potência produzida pelo
painel, a célula sombreada absorve energia, transformando-a em calor.
Uma vez que a tensão inversa de uma célula sombreada é muito maior do
que a tensão direta de uma célula iluminada, uma célula sombreada pode
absorver
a
potência
de
muitas
outras
células
na
string,
afetando
desproporcionalmente a saída do painel. É, portanto, importante que uma
instalação fotovoltaica não seja sombreada por árvores ou outras obstruções.
Vários métodos foram desenvolvidos para determinar as perdas de
sombreamento de árvores para sistemas fotovoltaicos. A maioria dos módulos
tem diodos bypass entre cada célula ou sequência de células que minimizam os
efeitos de sombreamento e só perdem o poder da parte sombreada do arranjo.
A luz solar pode ser absorvida pela poeira, neve ou outras impurezas na
superfície do módulo. Isso pode reduzir a luz que atinge as células. Em geral,
estas perdas agregadas ao longo do ano são pequenas.
O Google descobriu que a limpeza dos painéis solares montados planos
após 15 meses aumentou sua produção em quase 100%, mas que as matrizes
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inclinadas a 5% foram adequadamente limpas pela água da chuva. Portanto é
indicado que sempre haja uma inclinação de preferência para o norte, em
sistemas instalados no hemisfério sul, reduzindo dramaticamente a limpeza das
placas.
Figura 42 – Uma limpeza a cada 6 meses de forma simples é suficiente – Fonte:
www.pvnepal.supsi.ch
Insolação e Energia
A insolação solar é composta de radiação direta, difusa e refletida. O fator
de absorção de uma célula fotovoltaica é definido como a fração de irradiância
solar incidente que é absorvida pela célula. Ao meio-dia em um dia sem nuvens
no equador, o poder do sol é de cerca de 1kW/m², na superfície da Terra, até
um plano perpendicular aos raios solares. Como tal, arranjos FV podem
acompanhar o sol através de cada dia para aumentar a coleta de energia. No
entanto, os dispositivos de rastreamento (trackers) adicionam custo e exigem
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manutenção, por isso é mais comum que os sistemas fotovoltaicos tenham
montagens fixas que inclinam a matriz e enfrentam o meio-dia solar (apontando
para o sul no hemisfério norte, ou para o norte no hemisfério sul).
O ângulo de inclinação, a partir da horizontal, pode ser variado, mas se
fixo, deve ser definido para dar saída ideal durante a parte de demanda elétrica
de pico de um ano típico para um sistema. A otimização do sistema fotovoltaico
para um ambiente específico pode ser complicada, uma vez que questões de
fluxo solar, sujeira e perdas devem ser levadas em conta. Além disso, trabalhos
recentes demonstraram que os efeitos espectrais podem desempenhar um ótimo
papel na seleção de materiais fotovoltaicos.
Figura 43 – Radiação solar – Fonte: www.fcsolar.eco.br
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Montagem
Os módulos são montados em arranjos em algum tipo de sistema de
montagem, que pode ser classificada como montagem em terra, montagem em
telhado ou montagem em postes.
Para parques solares um grande rack é montado no chão, e os módulos
montados no rack. Para os telhados lisos, as cremalheiras, as caixas e as
soluções integradas de edifício são usadas. As carcaças do painel solar montadas
sobre os postes podem ser estacionárias ou mover-se (Trackers). Montagens
laterais são apropriadas para situações em que um poste tem algo montado na
parte superior, como uma luminária ou uma antena.
Uma multiplicidade de racks pode ser formada em uma garagem de
estacionamento ou outra estrutura de sombra. Um rack que não segue o sol da
esquerda para a direita pode permitir ajuste sazonal para cima ou para baixo.
Figura 44 – Trilho de alumínio – Fonte: Portal Solar www.portalsolar.com.br
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Cabeamento
Devido ao seu uso ao ar livre, cabos solares são especificamente
projetados para ser resistentes contra radiação UV e flutuações de temperatura
extremamente altas e geralmente não são afetados pelo tempo. Uma série de
normas especificam a utilização da fiação elétrica em sistemas fotovoltaicos,
como a IEC 60364 pela Comissão Eletrotécnica Internacional, na seção 712
"Sistemas de energia solar fotovoltaica (FV)", a British Standard BS 7671,
incorporando regulamentos relacionados à micro-geração.
Figura 45 – Cabo Nexans para sistemas fotovoltaicos – Fonte: Nexans
www.nexans.com.br
Tracker (Seguidor Solar)
Um sistema de monitoramento solar inclina um painel solar ao longo do
dia. Dependendo do tipo de sistema de rastreamento, o painel é direcionado
diretamente para o sol ou a área mais brilhante de um céu parcialmente nublado.
Os rastreadores melhoram muito o desempenho no início da manhã e no
final da tarde, aumentando a quantidade total de energia produzida por um
sistema em cerca de 20-25% para um rastreador de eixo único e cerca de 30%
ou mais para um rastreador de eixo duplo, dependendo da latitude. Trackers são
eficazes em regiões que recebem uma grande porção de luz solar direta. Em luz
difusa (isto é, sob nuvem ou neblina), o rastreio tem pouco ou nenhum valor.
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Como a maioria dos sistemas fotovoltaicos concentrados são muito sensíveis ao
ângulo da luz solar, os sistemas de rastreamento permitem que eles produzam
energia útil por mais de um breve período a cada dia.
Figura 46 – Tracker (seguidor solar) – Fonte: Pixabay (www.pixabay.com)
Os sistemas de rastreamento melhoram o desempenho por duas razões
principais. Primeiro, quando um painel solar é perpendicular à luz solar, recebe
mais luz em sua superfície do que se estivesse em ângulo. Em segundo lugar, a
luz direta é usada mais eficientemente do que a luz angular. Rastreadores e
sensores para otimizar o desempenho são frequentemente vistos como
opcionais, mas os sistemas de rastreamento podem aumentar a produção viável
em até 45%.
O rastreamento não é necessário para painéis planos e sistemas
fotovoltaicos de baixa concentração. Para sistemas fotovoltaicos de alta
concentração, o rastreamento de eixos duplos é uma necessidade. Tendências
de preços afetam o equilíbrio entre a adição de mais painéis solares estacionários
versus ter menos painéis que rastreiam. Quando os preços do painel solar caem,
os rastreadores se tornam uma opção menos atraente. Como é o caso dos
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sistemas residenciais, o custo de um tracker e sua manutenção invalidaria um
projeto, portanto indica-se seu uso em projetos bem maiores, como usinas, por
exemplo.
Inversor
Os sistemas projetados para fornecer corrente alternada (CA), como
aplicações conectadas à rede, precisam de um inversor para converter a corrente
contínua (CC) dos módulos solares em corrente alternada (CA).
Os inversores conectados à rede devem fornecer energia CA em forma
senoidal, sincronizada com a frequência da rede, limitar a alimentação em
tensão mais alta que a tensão da rede e desconectar da rede se a tensão da
rede for desligada.
Um inversor solar pode se conectar a uma série de painéis solares. Em
algumas instalações, um micro inversor solar é conectado em cada painel solar,
individualmente. Por razões de segurança, um disjuntor é fornecido no lado CA
e CC para permitir a manutenção. A saída CA pode ser conectada através de um
medidor de eletricidade à rede pública.
O número de módulos no sistema determina os watts de CC totais capazes
de serem gerados pelo arranjo solar; No entanto, o inversor governa em última
instância a quantidade de watts de CA que podem ser distribuídos para consumo.
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Figura 47 – Inversor Fronius (On-Grid) – Fonte: www.archiexpo.com
Anti-ilhamento é um mecanismo de proteção que imediatamente desliga
o inversor impedindo-o de gerar energia CA quando a conexão com a carga já
não existe. Isso acontece, por exemplo, no caso de um apagão. Sem esta
proteção, a linha de suprimento se tornaria uma "ilha" com energia rodeada por
um "mar" de linhas não energizadas, já que o sistema FV continua a fornecer
energia CC durante a queda de energia. Ilhamento é um perigo para os
trabalhadores das distribuidoras de energia, que podem não perceber que um
circuito de corrente alternada ainda está ligado e pode impedir a reconexão
automática de dispositivos. Podendo ocasionar acidentes sérios
Baterias
Embora ainda caros, sistemas FV cada vez mais usam baterias
recarregáveis para armazenar um excedente para ser usado à noite. As baterias
utilizadas para armazenamento em rede também estabilizam a rede elétrica ao
nivelar as cargas de pico e desempenham um papel importante em uma rede
inteligente, pois podem se recarregar durante períodos de baixa demanda e
alimentar sua energia armazenada na rede quando a demanda é alta.
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As tecnologias comuns de baterias usadas nos sistemas fotovoltaicos de
hoje incluem a bateria de chumbo-ácido regulada por válvula, uma versão
modificada da bateria convencional de chumbo-ácido, baterias de níquel-cádmio
e íon-lítio. Em comparação com os outros tipos, as baterias de chumbo-ácido
(estacionárias) têm uma vida útil mais curta e menor densidade de energia. No
entanto, devido à sua alta confiabilidade, baixa auto-descarga, bem como baixos
custos de investimento e manutenção, elas são atualmente a tecnologia
predominante usada em sistemas fotovoltaicos residenciais de pequena escala.
Figura 48 – Bateria estacionária Moura – Fonte: Moura
(www.moura.com.br)
Em 2015, a Tesla (fabricante de automóveis elétricos) lançou o
Powerwall, uma bateria recarregável de lítio-íon que visa revolucionar o
consumo de energia. Os sistemas fotovoltaicos com uma solução de bateria
integrada também precisam de um controlador de carga, uma vez que a tensão
variável e a corrente do conjunto solar requerem um ajuste constante para evitar
danos causados pela sobrecarga. Os controladores de carga básicos podem
simplesmente ligar e desligar os painéis fotovoltaicos, ou podem medir os
impulsos de energia conforme necessário, uma estratégia chamada de
modulação PWM ou modulação de largura de pulso.
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Os controladores de carga mais avançados incorporam lógica MPPT em
seus algoritmos de carregamento de bateria. Os controladores de carga também
podem desviar energia para um propósito diferente do carregamento da bateria.
Ao invés de simplesmente desligar a energia FV livre quando não é necessário,
um usuário pode escolher dar outro uso para a energia excedente.
Figura 49 – Tesla Power Wall feita de baterias de lítio-íon – Fonte: Tesla (www.tesla.com)
Monitoramento/Medição (NetMetering ou SmartGrid)
Os sistemas fotovoltaicos precisam ser monitorados para detectar a avaria
e otimizar sua operação. Existem várias estratégias de monitoramento
fotovoltaico
dependendo
da
saída
da
instalação
e
sua
natureza.
O
monitoramento pode ser realizado no local ou remotamente. Pode medir
somente a produção, recuperar todos os dados do inversor ou recuperar todos
os dados do equipamento de comunicação (sondas, medidores, etc.).
Ferramentas de monitoramento podem ser dedicadas apenas à supervisão
ou oferecer funções adicionais. Os inversores individuais e os controladores de
carga da bateria podem incluir a monitorização utilizando protocolos e software
específicos do fabricante.
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A medição de energia de um inversor pode ter uma precisão limitada e
não é adequada para medições de receitas. Um sistema de aquisição de dados
de terceiros pode monitorar múltiplos inversores, usando os protocolos do
fabricante do inversor, e também adquirir informações relacionadas com o
tempo.
Medidores inteligentes independentes podem medir a produção de energia
total de um sistema fotovoltaico. Medidas separadas, como a análise de imagens
de satélite ou um medidor de radiação solar (um piranômetro) podem ser
utilizadas para estimar a insolação total para comparação.
Figura 50 – Piranômetro – Fonte: Wikipedia (www.eikipedia.org)
Outros Sistemas
Esta seção inclui sistemas que são altamente especializados e incomuns
ou ainda uma nova tecnologia emergente. No entanto, sistemas off-grid têm um
lugar especial. Eles foram o tipo mais comum de sistemas durante os anos 1980
e 1990, quando a tecnologia FV ainda era muito cara e um nicho de mercado
puro de aplicações em pequena escala.
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Somente em locais onde não havia rede elétrica disponível, eram
economicamente viáveis. Embora novos sistemas autônomos ainda estejam
sendo implantados em todo o mundo, sua contribuição para a capacidade
fotovoltaica global instalada está diminuindo.
CPV (Sistemas Fotovoltaicos Concentrados)
Os sistemas fotovoltaicos concentrados (CPV) e de alta concentração
fotovoltaica (HCPV) utilizam lentes ópticas ou espelhos curvos para concentrar
a luz solar em células solares pequenas mas altamente eficientes. Além de
concentrar, os sistemas CPV’s usam em algum momento rastreadores solares e
sistemas de refrigeração e são bem mais caros.
Figura 51 – CPV (Sistema Fotovoltaico Concentrado) – Fonte: Solar Tribune (www.solartribune.com)
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Sistemas Mistos
Um sistema misto combina FV com outras formas de geração, geralmente
um gerador a diesel. O biogás também é usado. A outra forma de geração pode
ser um tipo capaz de modular a saída de potência em função da demanda. No
entanto, pode utilizar-se mais do que uma forma renovável de energia, como o
vento. A geração de energia fotovoltaica serve para reduzir o consumo de
combustível não renovável.
Em 2015, um estudo de caso realizado em sete países concluiu que, em
todos os casos, os custos de geração podem ser reduzidos pela hibridização de
mini-redes e redes isoladas. No entanto, os custos de financiamento desses
sistemas híbridos são cruciais e dependem em grande parte da estrutura de
propriedade da usina.
Sistemas Solares de Flutuação
Os arranjos solares flutuantes são sistemas fotovoltaicos que flutuam na
superfície de reservatórios de água potável, lagos de pedreiras, canais de
irrigação ou lagoas de rejeitos. Um pequeno número desses sistemas existe na
França, na Índia, no Japão, na Coreia do Sul, no Reino Unido, em Singapura e
nos Estados Unidos.
Os sistemas têm vantagens sobre os sistemas fotovoltaicos na terra. O
custo da terra é mais caro, e há menos regras e regulamentos para as estruturas
construídas sobre os corpos de água não utilizados para recreação. Ao contrário
da maioria das usinas solares, as matrizes flutuantes podem ser discretas porque
estão escondidas da vista pública. Eles conseguem maior eficiência do que
painéis fotovoltaicos em terra, porque a água resfria os painéis. Os painéis têm
um revestimento especial para evitar ferrugem ou corrosão.
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Um outro benefício de um sistema fotovoltaico flutuante é que os painéis
são mantidos em uma temperatura mais fresca do que seriam na terra,
conduzindo a uma eficiência mais elevada da conversão da energia solar. O FV
flutuante também reduz a quantidade de água perdida através da evaporação e
inibe o crescimento de algas.
As fazendas flutuantes de energia solar estão começando a ser
construídas. O fabricante multinacional de eletrônicos e cerâmicas Kyocera
desenvolverá a maior do mundo, uma fazenda de 13,4 MW no reservatório
acima da barragem de Yamakura na prefeitura de Chiba no Japão usando 50 mil
painéis solares.
Figura 52 – Usina fotovoltaica flutuantes - Fonte: www.lgcnsblog.com
Sistemas Autônomos (Off-Grid)
Um sistema autônomo ou fora da rede não está conectado à rede elétrica.
Sistemas autônomos variam amplamente em tamanho e aplicação de relógios
de pulso ou calculadoras para edifícios remotos ou espaçonaves. Se a carga for
fornecida
independentemente
da
insolação
solar,
a
energia
gerada
é
armazenada em buffer com uma bateria. Em aplicações não portáteis onde o
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peso não é um problema, como em edifícios, as baterias de chumbo-ácido são
mais comumente usadas por seu baixo custo e tolerância a intempéries.
Um controlador de carga pode ser incorporado ao sistema para evitar
danos da bateria por carregamento ou descarga excessiva. Também pode ajudar
a otimizar a produção a partir da matriz solar usando uma técnica de
monitoramento de ponto de potência máxima (MPPT). No entanto, em sistemas
fotovoltaicos simples em que a voltagem do módulo fotovoltaico é compatível
com a tensão da bateria, o uso da eletrônica MPPT é geralmente considerado
desnecessário, uma vez que a tensão da bateria é estável o suficiente para
fornecer uma captação de energia quase máxima do módulo fotovoltaico.
Figura 53 – Sistema Off-Grid com gerador opcional – Fonte: www.energyinformative.org
Sistemas Pico FV
Os sistemas fotovoltaicos menores, muitas vezes portáteis são chamados
sistemas pico fotovoltaico, ou pico solar. Eles combinam principalmente uma
bateria recarregável e controlador de carga, com um painel FV muito pequeno.
A capacidade nominal do painel é de apenas alguns watt-pico (1-10 Wp) e sua
área menor do que um décimo de um metro quadrado, em tamanho.
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Luzes de Rua Solares
As luzes de rua solares são sistemas de energia autônomos e têm a
vantagem de economia em custos, paisagismo e manutenção, bem como nas
contas de energia elétrica, apesar de seu custo inicial mais alto em comparação
com a iluminação de rua convencional. Eles são projetados com baterias
suficientemente grandes para garantir a operação por pelo menos uma semana.
Figura 54 – Iluminação pública com sistema FV – Fonte: www.aurogsolar.com
Telecomunicações e Sinalização
A energia solar fotovoltaica é ideal para aplicações de telecomunicações,
tais como telefonia local, rádio e TV, microondas e outras formas de
comunicação eletrônica. Isso ocorre porque, na maioria das aplicações de
telecomunicações, as baterias de armazenamento já estão em uso e o sistema
elétrico é basicamente CC. Em terrenos montanhosos, os sinais de rádio e de TV
podem não atingir seu destino enquanto ficam bloqueados ou refletidos devido
ao terreno ondulado. Nestes locais, os transmissores de baixa potência são
instalados para receber e retransmitir o sinal para a população local.
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Veículos Solares
Os veículos solares, quer sejam veículos terrestres, aquáticos, aéreos ou
espaciais, podem obter parte ou toda a energia necessária para o seu
funcionamento a partir do sol. Veículos espaciais têm utilizado com sucesso
sistemas solares fotovoltaicos por anos de operação, eliminando o peso de
combustível ou baterias primárias.
Bombas Solares
Uma das aplicações mais econômicas do sol é uma bomba solar, porque é
mais barato comprar um painel solar do que é construir linhas elétricas. Muitas
vezes encontram-se fontes de água além do alcance de linhas de energia,
necessitando instalar no lugar, um moinho de vento ou uma bomba eólica.
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Figura 55 – Bomba Solar – Fonte: www.sigmainovar.com.br
Espaçonave
Os painéis solares das naves espaciais foi uma das primeiras aplicações da
energia fotovoltaica desde o lançamento do Vanguard 1 em 1958, o primeiro
satélite a utilizar células solares.
Ao contrário do Sputnik, o primeiro satélite artificial a orbitar o planeta,
que ficou sem baterias dentro de 21 dias devido à falta de energia solar, a
maioria dos modernos satélites de comunicações e sondas espaciais no sistema
solar interno dependem do uso de painéis solares para geração de eletricidade.
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Conclusão
Para finalizarmos essa análise vamos resumir os quatro sistemas mais
utilizados no Brasil e no mundo:
1. Os sistemas FV-diretos são os mais simples, consistindo de um módulo
fotovoltaico ou módulos conectados diretamente a uma carga. Pode haver
controles eletrônicos ou um atuador de corrente linear entre os dois.
2. Sistemas autônomos ou "Off-Grid" acoplam módulos fotovoltaicos com
baterias para armazenamento de energia. Isso permite o uso de energia quando
o sol não está brilhando. Um controlador de carga impede a sobrecarga das
baterias; Ele também pode proteger contra a descarga muito profunda das
baterias.
3. Os sistemas On-Grid ligados à bateria (híbridos, bateria mais rede) são
semelhantes aos sistemas autônomos, exceto que eles podem usar a rede para
"trocar" energia excedente (por créditos para uso futuro) e para carregar a
bateria de backup.
4. Os sistemas ligados à rede sem baterias (On-Grid tradicional) são os mais
comuns e com o melhor custo. Comparados aos sistemas baseados em baterias,
eles são mais simples, mais econômicos e amigáveis ao meio ambiente, e
requerem menos manutenção.
Gostaríamos de frisar que no momento a melhor aplicação em termos de
custo-benefício é sem dúvidas o On-Grid, foco do curso SOLIENS. Uma solução
muito superior economicamente as outras, e a tecnologia que tem se
disseminado mais pelo Brasil e pelo mundo inteiro.
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Futuro da Tecnologia
O próximo passo na evolução dos sistemas FV é o surgimento do Smart
PV System (Sistemas FV Inteligentes) com baterias integradas. A Alemanha
está liderando a tendência, que será seguida globalmente e terá um profundo
impacto sobre a estrutura dos mercados de eletricidade em todo o mundo. É o
próximo passo lógico no mercado fotovoltaico.
Pesquisadores do mercado estão prevendo que os sistemas residenciais e
comerciais de armazenamento de energia fotovoltaica serão um dos grandes
setores de crescimento primeiro no alemão e mais tarde em outros mercados de
FV, como no Brasil, por exemplo. Há de fato razões para supor que tais sistemas
são a onda do futuro.
Onde Estamos Agora?
A energia solar tem estado conosco por algum tempo. Já não é incomum
ver telhados com painéis solares ou grandes fazendas solares. Com o
desenvolvimento da tecnologia, os painéis solares tornaram-se amplamente
utilizados e não é apenas entusiastas de energia limpa que instala-os: as
pessoas estão instalando-os como uma forma de investimento.
Os dados são surpreendentes. Na última década, a energia solar tem
experimentado um rápido crescimento e não só aumentou o número de unidades
solares instaladas, a energia solar tornou-se um jogador importante na
economia dos EUA. Desde 2010, o número de pessoas que trabalham na
indústria solar duplicou. Em 2015, cerca de 210.000 pessoas trabalharam no
ramo de energia solar.
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Como com qualquer outro negócio, o crescimento da concorrência
significou que os preços estavam caindo. Nos últimos 10 anos, os preços caíram
mais de 60%, tornando o investimento ainda mais rentável.
O futuro da energia solar
À primeira vista, a energia solar é talvez a solução mais elegante para as
nossas necessidades energéticas. O sol expõe a superfície do nosso planeta à
mais do que energia suficiente para nos manter para sempre. Estima-se que a
Terra receba mais de 173.000 terawatts de energia por ano, o que é mais de
10.000 vezes o que a humanidade precisa.
Painéis Híbridos (PVT)
Os coletores solares híbridos térmicos fotovoltaicos, às vezes conhecidos
como sistemas PV/Híbridos ou PVT, são sistemas que convertem a radiação
solar em energia térmica e elétrica. Estes sistemas combinam uma célula solar,
que converte luz solar em eletricidade, com um coletor solar térmico, que
captura a energia restante e remove o calor residual do módulo fotovoltaico. A
captura tanto de eletricidade como de calor permite que esses dispositivos
tenham maior energia e, portanto, sejam mais eficientes do que a energia solar
fotovoltaica (FV) ou a energia solar térmica.
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Figura 56 – Módulo Híbrido PVT – Fonte: www.zerocarbonsolution.co.uk
Tesla Power Wall
Cada nova tecnologia traz novas oportunidades para os negócios. Tesla e
Panasonic já estão planejando uma fábrica de fabricação de painel solar
gigantesco em Buffalo, Nova York. O Powerwall da Tesla já é um dos
dispositivos de armazenamento de energia domésticos mais populares do
mundo, encontrado em milhares de residências pelos Estados Unidos e Europa,
as baterias de Lítio armazenam energia gerada pelo sistema fotovoltaico.
Tesla + Solar City = Tesla Energy
O conceito de uma telha solar integrada de vidro. A construção fotovoltaica
integrada (BIPV) vai ser uma parte do futuro da Tesla Motors - ou devemos dizer
Tesla Energia. Elon Musk CEO de ambas as empresas divulgou no final de 2016
vários tipos de telhas diferentes integradas com células fotovoltaicas. Sua
parceria com a Panasonic na produção de suas pilhas de Lítio para os automóveis
da Tesla (que produz veículos elétricos) se estende também a produção de novas
células fotovoltaicas de alta eficiência.
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Figura 57 – Telhas criadas pela Solar City, empresa irmã da Tesla. Ambas de Elon Musk. - Fonte:
Tesla (www.tesla.com)
Poder sem Fio do Espaço
A Agência Espacial Japonesa (JAXA) acredita que aproximar-se do sol é a
melhor maneira de aumentar a eficiência e coletar mais energia. O projeto de
sistemas de energia solar espacial (SSPS) da equipe está tentando enviar
painéis solares para órbita próxima da Terra. A energia coletada será transmitida
sem fio de volta para a estação base via micro-ondas.
Se bem-sucedida, esta tecnologia poderia ser uma verdadeira mudança.
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Figura 58 – SSPS – Fonte: www.kijkmagazine.nl
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2.
Dimensionamento
Energia do Sol
Vamos entender profundamente como o sol influencia no desempenho de
um sistema fotovoltaico, as diferentes formas de radiação solar e como eles
afetam a produção de um sistema fotovoltaico. Vamos abordar temas como a
intensidade dos raios solares, os efeitos do posicionamento do sol em
determinadas épocas do ano, portanto apresentando as chaves para a
compreensão de como esse “caminho” do sol (solstícios e equinócios) afeta a
localização do sistema. Para finalizar, vamos ensinar para você como posicionar
da melhor maneira possível os módulos para máxima eficiência.
Consideração chave no desempenho geral de qualquer sistema FV é a
forma como o sistema instalado pode usar a energia do sol de forma mais
eficiente. Para o sistema fotovoltaico funcionar perfeitamente, você precisa
instalá-lo de forma a que ele tenha acesso a maior quantidade possível de
energia. Porque a luz do sol é o "combustível" para qualquer sistema FV, para
ter certeza de que seus sistemas tenham pleno acesso a grande parte do recurso
solar.
Nossa intenção não é tornar você um astrônomo ou dissecar a radiação
solar em suas diferentes formas de espectro. Queremos apenas que você se
concentre em conceitos cruciais que irão afetar as suas decisões tanto no design
quanto na instalação de um sistema fotovoltaico.
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Radiação Solar
A radiação solar é o termo que usamos para descrever a energia que é
enviada para a terra vinda do Sol. Ter uma boa compreensão da radiação solar
é vital porque a radiação solar é a força motriz para todos os sistemas FV. Para
as próximas unidades a compreensão destes conceitos serão fundamentais para
o sucesso de suas instalações e dos seus empreendimentos neste setor.
Vamos explicar também quais são as ferramentas simples (que todos nós
temos acesso) para identificar os vários aspectos da radiação solar no local da
instalação.
Radiação Direta e Difusa
Existem vários tipos de radiação. O Sol, esse imenso reator nuclear no
céu, está constantemente atirando seus raios em nossa direção. Cerca de oito
minutos depois que a radiação deixa o Sol, a superfície da terra é atingida por
ela. O montante exato da radiação e como vamos descrevê-lo depende das
condições atmosféricas do planeta. Em um dia claro, há pouca interferência na
radiação; em um dia chuvoso, as nuvens reduzem muito a radiação que pode
chegar até você.
Quando você trabalha com sistemas fotovoltaicos, dois componentes
principais da radiação solar dominam nossa atenção: radiação direta e difusa.
Ambos contribuem para níveis de radiação sobre a terra, mas é importante
lembrar que eles são duas coisas diferentes:
✓ A radiação direta: a radiação direta do sol, como o próprio nome diz, é uma
radiação que vem diretamente do Sol, sem encontrar obstáculos (nuvens, etc.).
Por isso é a grande fonte de contribuição para um sistema FV e tem o maior
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efeito sobre a capacidade do sistema para converter a luz solar em energia
elétrica. Em dias ensolarados, claro, a grande maioria da radiação solar vem na
forma de radiação direta.
✓ Radiação difusa: a radiação difusa do Sol percorre um caminho diferente.
Normalmente as nuvens, vapor de água, poeira e outras pequenas partículas
transportadas pelo ar dispersam o caminho da radiação para a superfície do
planeta. O componente difuso da radiação solar, por conseguinte desempenha
um papel menor na saída de potência de um módulo de FV. No entanto, nos dias
em que a cobertura de nuvens do céu é maior, toda a radiação se dá na forma
de uma luz difusa sem qualquer componente de radiação direta.
A radiação direta e radiação difusa são os componentes da radiação solar.
Para ajudá-lo a compreender melhor a radiação solar, pense que se trata do
dinheiro que você recebe: radiação direta é como o dinheiro que você obtém no
seu pagamento, radiação difusa é como o dinheiro que você obtém a partir de
uma conta poupança de juros. Nos dias em que você trabalha (dias
ensolarados), seu extrato (radiação direta) é a principal fonte de renda; Já sua
conta poupança rende juros (radiação difusa) contribuindo apenas com uma
pequena quantidade. Nos dias em que o trabalho é pouco (cinza escuro e aqueles
dias nublados), sua conta pode render pouco. Considerando que o interesse da
conta poupança ainda contribui uma pequena quantidade de seu patrimônio
líquido.
Nesta analogia é importante frisar que na média a radiação difusa contribui
com uma parcela maior, em alguns casos cerca de 30-60% (dia nublado) e 6080% (radiação direta + difusa, ou seja poucas nuvens) comparados a uma
produção em um dia de céu limpo (radiação direta).
Uma medida que afeta a radiação solar atingindo a terra é a massa de ar,
ou o montante da atmosfera a radiação deve passar para chegar a superfície da
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terra. Você não precisa gastar muito tempo nesse assunto específico, até por
que os fabricantes de módulos fotovoltaicos usam um valor de massa de ar
padrão para classificação dos seus módulos.
Determinar a Intensidade da Radiação Solar (Irradiância):
Figura 59 – Irradiância Global Média – Fonte: Matthias Loster, 2006
A taxa de intensidade da radiação solar atingindo a Terra é chamada de
irradiância, e é uma medida de potência sobre uma área (potência é a taxa do
fluxo de energia; volte algumas unidades caso tenha dúvidas sobre energia e
eletricidade). As unidades de medida padrão associadas a irradiância são watts
por metro quadrado (W/m²), mas você também pode facilmente se referir a eles
como quilowatts por metro quadrado (kW/m²).
A quantidade de irradiância atingindo um módulo FV em qualquer dado
momento é afetada por uma série de fatores, incluindo a localização do módulo,
a sua posição relativa ao sol, a época do ano e as condições meteorológicas.
Cobriremos a maior parte destes fatores mais adiante nesta unidade; nas
próximas seções, explicaremos as noções básicas relacionadas à irradiância que
você precisa saber.
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Condições Especiais que Podem Afetar a Irradiância:
Algumas ocorrências comuns aumentam os níveis de irradiância de forma
impressionante nos módulos FV:
✓ Radiação Albedo: Também conhecido como radiação de refletância, albedo
vem de materiais que refletem a luz, como a neve, um lago ou de um telhado
branco, próximo ao sistema. Os aumentos ocasionados pela radiação albedo não
são geralmente muito grandes, mas podem ter um impacto mensurável com
aumentos tanto como 5 a 10%.
✓ Borda de nuvem: Este é um efeito que começou a ser estudado
recentemente e acontece quando uma nuvem passa sobre o sistema FV agindo
como uma lente de aumento. As bordas da nuvem efetivamente concentram a
radiação solar e aumentam os valores de irradiância sobre o sistema. Estas
ocorrências geralmente são de curta duração (alguns segundos, mas existem
registro de alguns minutos) mas eles podem aumentar a irradiância para mais
de 20%.
Verificar as Tabelas de Irradiância
Uma maneira de realmente perceber a diferença entre a irradiância em
dias ensolarados e dias nublados é examinar os gráficos que medem todos os
valores de irradiância de uma determinada região ou cidade, valores estes que
são mostrados em W/m².
Existem várias opções de dados pelo mundo, a mais utilizada e com os
maiores bancos é certamente a Agência Espacial Norte-Americana (NASA), que
mantém registros de vários satélites pelo planeta.
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No Brasil temos algumas fontes confiáveis para checar estas informações,
são estas usadas pela maioria dos Integradores de Energia Solar no Brasil,
apesar de alguns desses bancos estarem alguns anos desatualizados, o nível de
irradiância não muda muito ao longo dos anos:
Figura 60 – Radiação Solar Global Anual – Fonte: Atlas Solarimétrico do Brasil
(UFPE)
A primeira opção é o Atlas Solarimétrico do Brasil, feito pelo Centro de
Referência para Energia Solar e Eólica – Sérgio de Salvo Brito - CRESESB, UFPE
em 2000, e é um resumo de vários anos de pesquisa feitos coletando dados
solares. Podemos consultar a média anual, ou médias mensais, apresentadas
com valores de radiação horizontal (H) em mega joules por metro quadrado
(MJ/m²).
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Figura 61 - Mapa brasileiro de irradiação solar em média anual –
Fonte: Pereira, 2006
Uma segunda fonte, que facilita um pouco mais nossos cálculos é o Altas
Brasileiro de Energia Solar que apresenta os seus dados em quilowatts hora por
metro quadrado por unidade de tempo (kWh/m²), conhecido também como
Horas de Sol Pico (HSP) ou Horas de Sol Pleno.
A Corrente e a Tensão para a Irradiância
Módulos Fotovoltaicos produzem corrente (fluxo de elétrons) e tensão (a
pressão que faz com que os elétrons se desloquem) quando exposto à luz do sol
e os elétrons são dadas de um caminho para o fluxo. Embora a tensão não seja
significativamente afetada pela irradiância, a corrente é diretamente dependente
da irradiância. Logo que a luz está presente (no nascer do sol ou mesmo durante
um dia nublado), o módulo FV terá quase toda a tensão presente. A corrente,
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por outro lado, irá variar ao longo do dia com a irradiância aumentando e
diminuindo seus valores.
Sistemas FV
O montante exato da corrente produzida por um módulo é diretamente
proporcional ao nível de irradiância. Quanto mais alta a irradiância, mais
corrente fluirá. Inevitavelmente nós nos perguntamos se o sistema FV
trabalha sob céu nublado, a resposta é sim. Porque os níveis de irradiância
são mais baixos em dias nublados, menos corrente é produzida, significando que
a produção de energia é mais baixa, mas no Brasil em determinadas regiões
este não é um grande problema, pois temos uma das melhores irradiações do
planeta. Já em países europeus, por exemplo, este é um problema maior,
levando a necessidade de sistemas superdimensionados.
Na verdade, nós nunca teremos controle sobre a quantidade de irradiância
sobre os módulos, e é por isso que você deve adicionar alguns fatores de
segurança quanto ao dimensionamento de condutores e componentes de
segurança.
Medindo a Irradiação in loco (Piranômetro)
Você pode medir a irradiância no local de trabalho para estimar o valor
atual a partir do módulo ou da matriz e comparar com o valor da corrente real
medida que você obteve com um multímetro digital. Medições de irradiância são
usados com mais frequência para a coleta de dados e na resolução de problemas
de aplicações. Porque a quantidade de corrente que flui do sistema está
diretamente relacionada à irradiância, medindo e comparando ambos, você pode
determinar rapidamente se o sistema FV está atendendo as expectativas.
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Você pode medir a irradiância com um aplicativo de celular (existem vários
que também se utilizam de bancos de dados) ou com o uso de um piranômetro
(no Brasil estes dispositivos tem um preço elevado).
Piranômetros permitem que você aponte o medidor em qualquer direção
e obtenha um valor numérico da irradiância.
Nós da SOLIENS nos utilizamos de bancos de dados e usamos as médias
fornecidas para realizarmos nossos projetos. Mas se você quiser investir,
recomendamos o menos dispendioso.
O Cálculo da Energia
O êxito do sistema FV não pode ser alcançado somente com a medição de
apenas um dia, como exposto anteriormente é sempre necessário se trabalhar
com as médias anuais, e o piranômetro seria apenas uma medida de
confirmação desta irradiação.
Estes valores de energia são referidos como irradiação e diretamente
baseados em níveis de irradiância recebidos. Você usa os valores de irradiação
para ajudar a descobrir quanta energia um sistema FV irá produzir em um
determinado local.
A energia é determinada multiplicando-se a potência pelo tempo. Por
conseguinte, a energia, para sistemas FV é geralmente medida em quilowattshora (kWh). A energia recebida do sol é medida em W/m², mas com um cálculo
rápido você pode transformar isso em kW/m². Se você pegar o valor da potência
e multiplicá-la pelo número de horas de irradiância recebidas, o resultado é
kWh/m².
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No entanto, os valores de irradiância não são constantes. Na realidade,
eles podem mudar em um piscar de olhos, o que leva à seguinte questão: se os
valores de irradiância só são constantes para segundos ou minutos no melhor
dos casos, como eu posso ter essa informação e transformá-la em kWh/m², que
é o valor energético que eu realmente preciso?
A Resposta Reside no Cálculo. Você pode simplesmente pegar o valor de
irradiância fornecido por um dos bancos de dados de sua preferência, multiplicar
pelo número de horas e encontrar o valor energético. Por exemplo, se a
irradiância é de 850 W/m² e o número de horas é igual a 4, então você pode
calcular a energia recebida neste local como segue:
850W/m² × 4horas = 3.400Wh/m² = 3,4kWh/m²
Horas de Sol Pico
Normalmente, valores de irradiação estão associados a um período de
tempo, tais como o número de kWh/m² durante o curso de um dia, mês ou ano.
A quantidade de energia solar recebida em um determinado local a cada
dia é medida em termos de energia por unidade de área por dia (kWh/m²/dia).
Nas unidades a seguir, vamos explicar como usar as horas de sol pico para
determinar a saída de energia do sistema FV.
Horas de Sol Pico para Calcular um Sistema
Podemos dizer que o termo horas de sol pico se refere a um valor de
irradiância de 1.000W/m². Bem, o número de horas de sol de pico descreve o
número de horas de cada dia que valor de irradiância equivale a 1.000W/m².
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Às vezes os valores de irradiância serão baixos; outras vezes, eles vão ser
muito altos. O número de horas de sol pico (HSP) são apenas uma estimativa
do montante de cada dia que a irradiância é igual ao pico. E porque os modelos
FV são classificados para a sua produção sob condições de sol pico, o número
de HSP de cada dia indica quantas horas o sistema irá operar com potência
máxima de saída.
Exemplo, para iniciar, divída o valor de intensidade dos raios solares pelo
pico de sol para obter um número de horas por dia. Confira o exemplo no cálculo
anterior, o valor de irradiância é de 850W/m² e a quantidade de tempo é de
4horas. O resultado da equação é 3.400Wh/m² de energia (ou 3,4kWh/m²).
Esta análise foi feita em um único dia, e é realmente um valor de intensidade
dos raios solares (3,4kWh/m²/dia). Dividindo esse valor pelo valor pico
(1.000W/m², que é igual a 1kW/m²), você obtém o número de horas de
cada dia que o sistema FV operará na sua saída nominal.
3.4kWh/m²/dia ÷ 1kW/m² = 3,4horas/dia
Então você multiplica este número de horas pelo valor de potência de um
dado sistema para descobrir a saída de energia máxima esperada. Se eu tenho
um sistema de 3kW em minha casa e o número HSP de hoje é 3.4, posso
calcular a saída de energia prevista multiplicando os dois juntos.
Sistema de 3kW × 3,4horas de sol de pico (HSP) = 10,2kWh de energia
Consultando Mapas e Gráficos
Depois que aprender como fazer os cálculos de kWh, como saber
precisamente o número de HSP para usar na área do cliente?
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Embora todos os valores mostrados estejam baseados em sistemas
voltados para o norte verdadeiro, essas tabelas também listam vários recursos
solares baseados na inclinação de um sistema FV que está posicionado sobre
uma superfície horizontal em vez de uma vertical.
No curso da Soliens Academy você terá uma planilha em anexo que
fornece valores de inclinação. Você verá os valores numéricos para o número de
horas de sol pico para cada mês. A unidade para esses valores é kWh/m².dia,
ou horas de sol pico (HSP). Pense nele como o número médio de horas de cada
dia desse mês quando o sistema operará na sua saída nominal (potência
máxima).
Você pode comparar rapidamente este valor entre todos os ângulos de
inclinação listados na planilha para obter uma ideia do melhor ângulo de
inclinação para um sistema no local do seu cliente específico.
Como regra geral, o número de HSP aumenta à medida que deslocar a
partir do inverno para o verão e então começa a diminuir novamente à medida
que você se move de volta em direção ao inverno. O montante exato da
mudança é dependente do ângulo de inclinação dos módulos e da latitude.
Como você pode ver nos bancos de dados, a maior quantidade de HSP
ocorre no Sudeste (Minas Gerais, São Paulo) e Nordeste e os números
diminuem à medida que você se move para o Sul. Estes bancos podem ajudar
você a generalizar e comparar sua localização a outras, mas você só deve utilizar
para criar uma estimativa aproximada da sua localização. É sempre necessário
procurar o local específico em que você está trabalhando para fazer uma
estimativa precisa da produção de energia.
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Efeitos do Sol sobre a Terra
Para ser bem-sucedido como um integrador de sistemas fotovoltaicos (ou
apenas designer ou instalador), você precisa ter uma compreensão sólida sobre
a relação entre o Sol e a Terra, especialmente de como eles são posicionados
em relação um ao outro durante todo o ano. Para alguém no Sul do Brasil, estas
alterações são muito mais dramáticas do que para alguém no Nordeste.
Entenda estes Efeitos Sazonais
O número de horas de luz a cada dia tem um efeito evidente sobre a
produção do seu sistema: Mais sol significa mais Energia Solar, portanto mais
Energia Elétrica. Como um designer, você precisa ser capaz de visualizar como
a posição do sol muda em cada temporada e o efeito que tem sobre os sistemas
que você está projetando. Em outras palavras, você precisa levar em conta estes
efeitos.
Um fator importante para se considerar é o movimento da Terra em torno
do Sol. Nosso planeta faz um caminho elíptico em torno do sol, o que significa
que no solstício de verão (aproximadamente 21 de Dezembro), a Terra está em
seu ponto mais perto do sol. Neste dia, o hemisfério sul está inclinado para o sol
e a metade do mundo tem o seu dia mais longo e mais curto do ano. Com o
passar do tempo a Terra continua a efetuar uma órbita completa em torno do
sol. No solstício de inverno (aproximadamente 21 de Junho, aqui no hemisfério
Sul), o planeta está no seu ponto mais afastado do sol. Neste dia, o hemisfério
norte está inclinado para perto do Sol e o hemisfério sul para longe, criando para
nós o dia mais curto e a noite mais longa do ano.
Outro fator a considerar quando se trata de efeitos sazonais é a inclinação
do eixo da Terra. Quando visualizado a partir do espaço, o eixo da terra tem
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uma inclinação de 23,5 graus. Devido a esta inclinação, durante os tempos entre
o equinócio da primavera (aproximadamente 22 de setembro) e o equinócio de
outono (aproximadamente 21 de março), os hemisférios estão relativamente a
mesma distância do Sol. Como a órbita da Terra continua a inclinar-se, os
hemisférios trocam suas posições, de modo que o hemisfério sul fica mais
distante e o hemisfério norte fica mais próximo do Sol.
Durante os equinócios, a Terra não está nem mais próxima, nem mais
distante do Sol; em vez disso, é diretamente perpendicular a ela. Nestes
momentos a Terra toda tem acesso a luz de forma equilibrada.
✓
No solstício de verão, o Sol está diretamente sobre o trópico de Capricórnio
no hemisfério Sul, onde a latitude é igual a 23,5 graus. Esta é a data em que o
hemisfério Sul recebe mais luz solar. A mesma regra vale para o hemisfério
Norte, no trópico de câncer que também fica na latitude 23,5.
✓
Em cada uma das datas do equinócio, o sol está diretamente perpendicular
à linha do equador. Nessas datas, a Terra recebe igualmente horas de luz e
escuridão.
✓
Por último, sobre o solstício de inverno, o hemisfério Sul tem a mais longa
noite do ano e o menor dia porque o Polo Sul está apontado a 23,5 graus de
distância a partir do sol, e o Trópico de Câncer no Hemisfério Norte está
perpendicular ao sol.
Entenda a Altitude e Azimute
O movimento do Sol no céu é devido à inclinação da Terra em relação ao
Sol e o caminho que a massa da Terra leva em torno do sol. Sim, sabemos que
a Terra gira em torno do Sol, mas para simplificarmos nossa analogia vamos
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dizer que o Sol se move pelo céu e se posiciona em diferentes setores dele
durante o ano.
Ao falarmos sobre a posição do Sol no céu, usamos dois termos-chaves:
altitude do sol (sim, distância do sol) e azimute. A altitude se refere a altitude
em relação ao Sol e o azimute descreve onde a posição está em relação ao norte.
Altitude
Provavelmente você está bem ciente de que o ângulo do Sol fora do
horizonte varia ao longo do ano. O montante da variação é consistente em todo
o globo, a medida exata depende da hora do dia e sua latitude específica sobre
a Terra.
Latitude é definida como o número de graus ao Norte ou a Sul do Equador.
A sua latitude afeta onde o sol está posicionado no céu ao longo de cada dia (em
relação à sua posição). Vamos explicar como visualizar estas posições solares
com a ajuda de gráficos.
Para visualizar as alterações na altitude solar, imagine-se em pé sobre o
equador durante um ano inteiro. Sobre o equinócio da primavera, o sol está
diretamente acima ou 90o graus a partir de sua perspectiva. Como a Terra
continua a efetuar uma órbita completa em torno do Sol, ele se move para o
solstício de verão.
Dia 21 de Junho aqui no Brasil, o sol não está mais diretamente sobre a
sua cabeça; e foi efetivamente transferido 23,5 graus para o norte. Como a
Terra continua seu caminho, ela vem de volta no equinócio de primavera, e o
sol está diretamente acima novamente. E como você pode imaginar agora,
quando a Terra se move para a posição de solstício de verão, o Sol está agora a
23,5 graus a sul do equador.
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Agora você pode aplicar esta analogia para qualquer latitude na Terra. A
posição diretamente sobre a sua cabeça é conhecida como o ângulo Zênite, e
tem um valor numérico de 90o graus. A maior “altitude” (distância) do sol sobre
todos e cada um é o equinócio zênite (ângulo de 90o graus) menos a latitude do
local.
Alternativamente, o sol está em uma posição de 23,5 graus maior que a
posição do equinócio no solstício de verão e 23,5 graus menor que a posição do
equinócio no solstício de inverno (tanto no Hemisfério Norte, quanto no
Hemisfério Sul, os cálculos são os mesmos, exceto que o solstício de verão lá
em cima é 21 de Junho e o solstício de inverno é 21 de dezembro).
Se você estiver tendo problemas com este conceito, vamos explicar melhor
no vídeo preparado para o curso.
Azimute
Como o sol tem uma posição no céu fora do horizonte (altitude), ele
também tem uma posição no céu que se move do leste para o oeste. Esta
posição é conhecida como o azimute solar, e ele tem um movimento regular em
uma base diária.
A Terra gira em torno de seu próprio eixo uma vez por dia ou uma vez a
cada período de 24 horas. Porque uma rotação completa da Terra obviamente
tem 360o graus, o movimento do Sol é de 360o graus dividido por 24 horas, o
que equivale a 15o graus por hora. Durante uma hora, o movimento do Sol de
leste a oeste é de 15o graus.
Normalmente, Norte é considerado o ponto zero e o número de graus é
contado a partir desse ponto retornando o ângulo do azimute (o ponto zero é o
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Norte verdadeiro e não o Norte magnético da bússola, isso pode ser facilmente
verificado com um aplicativo de celular).
Usando esta convenção, quando o sol está em uma posição diretamente a
leste de sua localização pode ser descrita como tendo um azimute de 90 o graus.
Se for diretamente para o sul de sua posição, tem um azimute de 180o graus. E
quando ele se move a oeste de você, tem um azimute de 270o graus.
Com a presente convenção, você não precisa dar um sentido bem como o
número de graus porque o valor numérico narra a história toda. Nem todas as
fontes usam esta convenção. Alguns usam sul como o ponto zero e exigem que
você designe a direção (leste ou oeste) juntamente com um valor numérico para
descrever a posição do sol ao longo do horizonte.
O Relógio Solar
Um ponto digno de atenção é a diferença entre o tempo solar e a hora do
relógio porque os dois muito raramente coincidem. Quando se olha para o local
do cliente, você tem que tomar cuidado em como localizar o sistema baseado
no tempo solar, e não necessariamente no tempo do seu relógio. Para o Sol não
existe horário de verão, o passo dele é obviamente constante.
Interpretar Gráficos Solares
Você pode usá-los para identificar a localização do sol em qualquer hora
do dia e em qualquer época do ano, o que é útil quando você está avaliando um
local específico para os potenciais problemas de sombreamento. Existem
também aplicativos de celular que lhe mostram exatamente estes “caminhos”
no local de instalação, usando a câmera do celular eles projetam no céu as várias
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posições do Sol ao longo do ano, além de outros softwares que calculam o
sombreamento projetado.
O recurso solar disponível numa localização é afetado pela localização no
globo terrestre, a época do ano e o clima local. No entanto, o “caminho do Sol”
pode ser exatamente o mesmo em dois locais muito diferentes. Por exemplo, a
partir de onde estamos em Minas Gerais o nível de radiação solar aparecerá
idêntico para alguém no Nordeste, apesar de estarmos localizados em latitudes
diferentes os padrões climáticos são semelhantes em algumas regiões.
Você pode usar um gráfico solar para rapidamente determinar com
precisão a altitude do Sol e seu azimute. O ângulo de azimute é dado ao longo
do eixo x e o ângulo de altitude é dada ao longo do eixo y. Os horários do dia
em que são baseados em tempo solar são indicados por linhas pontilhadas que
interceptam o sol movendo os caminhos do leste para o oeste.
Observe que no meio-dia solar nas datas de equinócio, a altitude do sol é
igual ao Zênite menos a latitude (90ograus–30ograus=60ograus). Você pode
avaliar os gráficos solares para ver que a diferença de altitude entre o solstício
de verão e o equinócio no meio-dia solar é de 23,5 graus.
Janela Solar
Esses caminhos que o Sol percorre formam o que chamamos de janela
solar, e nosso objetivo é encaixar o nosso futuro sistema dentro desta janela,
pois assim poderemos prever o sombreamento no local.
A janela solar exata varia de acordo com a latitude do seu cliente, o Sol
sempre aparecerá na janela solar ao longo de um ano e você precisa manter
essa janela clara tendo em mente que objetos poderão lançar uma sombra sobre
o sistema FV. O projeto tem que ser feito com a janela aberta de três horas
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antes e três horas após o meio-dia solar todos os dias do ano, pois levamos em
conta as horas de maior geração de energia.
Introdução ao Ângulo de Inclinação
Ângulo de inclinação é o número de graus que os módulos FV são
montados em relação a horizontal. É uma reflexão crítica em qualquer instalação
de sistema FV.
As instalações variam entre quase plana em alguns telhados comerciais de
grande porte (telhado metálicos ou amianto) para uma ligeira inclinação (5 o a
10o graus) em algumas aplicações e inclinações maiores (20o a 30o graus, muito
comum em residências)
O ângulo de inclinação é um componente fundamental ao apontar os
módulos em direção ao Sol. A localização exata e o ângulo em que você posiciona
os módulos acontecerá com base em uma combinação de considerações de
projeto, incluindo:
✓
Estética: Embora o sistema FV seja sempre projetado para não haver
perdas na produção de energia, temos que ser realistas e executar projetos
apropriados a aparência das casas dos clientes, o mercado como um todo perde
muito com o marketing negativo gerado por instalações malfeitas tanto do ponto
de visto elétrico, como de design. Por favor tenha em mente a estética do
produto final antes de tentar alcançar o máximo de produção.
✓
O objetivo final: Outra consideração é que o objetivo final do sistema FV.
Se o sistema:
105
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•
Será utilizado como a principal fonte de energia em uma casa off-grid (fora
da rede) por exemplo, então você tem que fazer de tudo para garantir
fornecimento ininterrupto durante todo o ano, procurando a inclinação perfeita
para isso.
•
Já no nosso caso, de um sistema On-Grid (conectado à rede) você pode
ter sucesso na produção utilizando uma menor inclinação por exemplo,
garantindo uma produção maior com picos mais acentuados, pois existirá no
caso de uma emergência a garantia de produção fornecida pela rede.
•
No caso de grandes galpões por exemplo, com baixa inclinação, você pode
manter uma inclinação menor (mais plana) garantindo assim geração maior nos
equinócios, e uma perda maior por exemplo no inverno. Neste caso a chuva já
não conseguirá limpar os módulos pois a inclinação é menor, o que resultaria
em uma manutenção mais frequente (limpeza das placas).
Existem várias situações diferentes, e vamos ensinar como
calcular de forma eficiente em todas elas.
✓
Tudo vai depender da latitude, por exemplo se você estiver em Minas
Gerais que está localizada diretamente a cima do Trópico de Capricórnio, e
aumentar a inclinação das placas apontando-as para o norte verdadeiro, vai ter
uma produção maior durante o inverno. Caso deixe-as mais planas, vai ter uma
produção maior no verão, já que o Sol estará “cruzando” o céu para iniciar o
Solstício de Verão.
No Norte do país por exemplo a situação seria diferente, pois o maior
período de irradiação aconteceria nos equinócios, e o ideal seria deixar as placas
no nível plano (lembrando-se sempre de que haverá necessidade maior de
manutenção).
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A ideia por trás da variação do ângulo de inclinação é para maximizar a
produção de energia do sistema FV posicionando o sistema perpendicular ao sol,
tanto quanto possível. É importante analisar a necessidade do seu cliente
durante o ano, para ter certeza de qual é o melhor sistema. É importante frisar
que estamos focados aqui nos sistemas On-Grid, ou seja, no sistema de créditos
energéticos, portanto o foco será sempre neste caso fornecer o máximo de
energia durante o ano, pois mesmo que nos meses de inverno se produza
menos, o sistema de compensação será usado para repor os créditos gastos em
épocas de menor produção.
O ângulo de inclinação exata que maximiza a produção anual de energia
varia de acordo com o clima local. Para a maioria dos locais, o melhor ângulo de
inclinação é algo entre um ângulo que é igual a latitude para um ângulo de
latitude menos 15o graus.
Vamos fornecer a planilha completa e ensinar a usá-la. Basta comparar a
média anual de horas de sol pico para cada ângulo de inclinação e ver onde o
local do seu cliente é maximizado.
Orientando o Arranjo FV para o Azimute
Outro componente importantíssimo do planejamento de qualquer sistema
FV é o posicionamento em relação ao norte verdadeiro, ou o azimute.
O sistema com azimute de 90o está virado para o leste verdadeiro, 180o
verdadeiro sul e 270o está virado para o verdadeiro oeste. É importante sempre
trabalhar com meridianos verdadeiros, deixar a bússola de lado, usando de
preferência um aplicativo de celular, que usa a sua localização GPS para
triangular os meridianos.
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A irradiância afeta diretamente a quantidade de corrente que um arranjo
FV produz, é óbvio que você deseja um sistema FV perpendicular ao sol tanto
quanto possível. Por isso geralmente você deve apontar os módulos para o norte
verdadeiro (para instalações no Hemisfério Sul) e para o sul verdadeiro (para
instalações no Hemisfério Norte).
É importante frisar que todas essas situações citadas anteriormente levam
muita teoria, e que na prática em muitas situações em campo, tais como
residências no geral, você como instalador não terá a capacidade de alterar o
azimute do sistema e as vezes nem o ângulo de inclinação, pois os suportes
acompanharão o ângulo dos telhados.
Uma solução que encareceria um pouco o projeto, no caso de telhados
inacessíveis, com pouco espaço, seria o uso de suportes de concreto em algum
terreno sem sombra perto da localidade do cliente, o que exigiria um
investimento maior de estrutura e logística.
Rastreamento (Trackers)
Um dos itens solicitados pelos clientes é um sistema de rastreamento
(seguidores solares), que funcionam como um girassol, sempre apontando em
direção ao Sol. O funcionamento destes componentes é mecânico, constituído
de partes móveis, o que significa uma manutenção periódica.
As pessoas tendem a achar o sistema de rastreamento muito legal, e por
essa razão solicitam aos integradores o orçamento de um. Eles são
definitivamente muito legais e são realmente uma grande ideia pois aumentam
significantemente a produção de energia, mas uma avaliação honesta e sincera
deve ser feita antes de você dizer para o cliente que um sistema de rastreamento
é uma necessidade para um determinado sistema.
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Análise de Conta
Você como integrador deve saber ler e interpretar a conta, pois ela será o
primeiro passo para um orçamento e um pré-dimensionamento.
Neste documento vamos anexar algumas cópias de contas que seguem
um modelo da ANEEL, caso a conta da sua distribuidora não esteja aqui neste
PDF, não se preocupe, todas as contas seguem o mesmo padrão.
O primeiro passo é pedir as informações da conta do seu potencial cliente,
o interessado no sistema fotovoltaico. Você poderá pedir uma cópia de sua
conta, mas nem todos os clientes se sentirão seguros o suficiente para lhe passar
uma cópia de sua conta, pois a mesma possui detalhes, como o endereço, CPF
do cliente, número do cliente na distribuidora, número da instalação e consumo
médio mensal.
Existem algumas informações obrigatórias que devem necessariamente
ser expressas na conta:
1- Nome do consumidor
2- CNPJ, CPF ou RANI
3- Código da unidade consumidora
4- Classe e subclasse da unidade
5- Endereço da unidade
6- Número dos medidores, tanto de energia reativa, quanto de energia ativa
7- Registros anteriores, as leituras atuais, e a data para a próxima leitura
8- Valor total a ser pago e a data de vencimento do pagamento exigido
9- Discriminação completa de todas as taxas e tarifas aplicadas, seguindo
orientação da ANEEL, além de produtos ou serviços prestados
10- Valor total a ser pago
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11- Número do SAC, da ouvidoria, além de outros meios de comunicação com
a distribuidora para reclamações ou solicitações
12- Número de atendimento da ANEEL para consultas ou reclamações
13- Indicar valores de débitos em atraso, descontos e outros lançamentos
Grupos
Grupo A
Este é o grupo formado por instalações de alta tensão (AT), consumidores
alimentados por tensões superiores a 2,3kV (trifásico). Este grupo é formado
por indústrias, grandes comércios, edifícios residenciais ou comerciais, etc., e
não são obrigados a pagar o custo de disponibilidade (como o consumidor do
grupo B é), portanto este grupo é obrigado a contratar uma quantia mínima de
potência (Demanda contratada). Esta fatura é chamada de binômia.
Tarifas do Grupo A
Convencional – Valor único de tarifa para o consumo ativo em kWh, sem
contar horário de ponta e fora de ponta, além de pagarem valor único pela
demanda de potência (kW) independente das horas sazonais do dia e da época
do ano.
Verde – São aplicadas tarifas diferentes para o consumo ativo em kWh,
horários fora de ponta HFP e de ponta HP, além de levar em consideração
épocas distintas do ano. Também pagam pelo consumo reativo que exceda o
limite, sem contar os horários diferentes, para a demanda de potência é cobrada
apenas a demanda faturada no horário fora de ponta. Cobrando o valor que
ultrapasse 5% da demanda faturada em relação a demanda contratada.
110
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Azul – É obrigatória para todos as faixas A1, A2 e A3 e disponível para
todo o grupo A. As tarifas são distintas tanto para o consumo ativo kWh nos
horários de fora de ponta quanto no de ponta, variando também nas épocas do
ano. Pagando também pelo consumo reativo em kVArh quando excedido o
limite, sem levar em conta os horários. Já na demanda de potência existem
valores específicos para o horário de ponta e para fora de ponta. Além dos
valores de ultrapassagem de demanda, assim como a verde.
Grupo B
Este é o grupo formado por instalações de baixa tensão (BT),
consumidores alimentados por tensões inferiores a 2,3kV, e podem ser tanto
monofásicos, como bifásicos e trifásicos. Este grupo é formado por
comércios, residências, pequenas fábricas, pequenos edifícios e são obrigados a
pagar o custo de disponibilidade, caso não atinja a quantidade mínima de
consumo em kWh no mês.
Estas faturas são chamadas de monômias, e não cobram consumo de
energia reativa e nem demanda contratada do consumidor. O Grupo B está
subdividido em:
 Residencial = B1 (Tarifa Convencional e Branca)
 Rural = B2 (Tarifa Convencional e Branca)
 Demais classes = B3 (Tarifa Convencional e Branca)
 Iluminação Pública = B4 (Tarifa Convencional)
A tarifa branca significa que os consumidores que se enquadram nela
pagam diferentes valores de tarifa, tanto no consumo ativo em kWh quanto nos
horários de ponta e fora de ponta. Variando de acordo com as bandeiras
tarifárias, que veremos a seguir:
111
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Bandeiras Tarifárias
Quando o custo de geração da energia sobe, ele é repassado para o
consumidor, na forma de bandeiras tarifárias, este custo sobe principalmente
por que se utilizam fontes não renováveis para produzir energia, como por
exemplo as termelétricas, que utilizam gás e carvão. Elas entram em operação
nos períodos de seca, quando não é possível produzir, com as hidrelétricas, a
mesma energia dos períodos de chuva, devido ao baixo nível dos reservatórios.
Aqui é bom deixar claro que cerca de 60% da geração no Brasil é
hidrelétrica. E este é um ponto interessante que poderá ser usado no
marketing da sua empresa. A grande maioria dos consumidores no Brasil
acredita que a fonte hidrelétrica é responsável por 100% da produção de energia
nacional, mas cerca de 40% da geração anual vem de outras fontes,
normalmente carvão e gás, que emitem grandes quantidades de CO2.
Ambos os grupos (A e B) estão sujeitos às bandeiras, o único estado que
não está dentro do sistema de bandeiras é Roraima. No restante dos estados,
as bandeiras são aplicadas pelo Operador Nacional do Sistemas Elétrico (ONS),
estabelecendo o uso de 3 bandeiras distintas:
Bandeira Verde: Geração normal. Quando não há necessidade de utilização de
outras fontes de energia. Tarifa padrão.
Bandeira Amarela: Inicio do uso mais intenso de outras fontes, aumentando a
tarifa em cerca de R$0,015/kWh.
Bandeira Vermelha: Quando existe uma grande necessidade do uso de outras
fontes, e é dividido em 2 faixas. A 1ª faixa (patamar 1) aumenta a tarifa para
R$0,030/kWh, e a 2ª faixa (patamar 2) aumenta a tarifa para R$0,045/kWh.
112
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Horário de Ponta e Fora de Ponta
Cada estado no Brasil possui um consumo distinto, mas é adotado de
forma geral o horário de 18:00 às 21:00 de segunda à sexta para o horário de
ponta, com exceção de feriados e fins de semana. O posto fora de ponta é
enquadrado entre 00:00 às 17:00 e o posto tarifário intermediário é aplicado às
17:00-18:00 e 21:00-22:00. Estes horários podem variar de distribuidora para
distribuidora, pois são elas é que delimitam estes períodos.
Tributos
Os seguintes tributos são incluídos na nossa conta de energia:
 Municipal – CIP ou COSIP, que é o custeio de iluminação pública.
 Estadual – ICMS, incide sobre a circulação de mercadorias e serviços.
 Federal – PIS e COFINS, o primeiro é o imposto do programa de
integração social, e o segundo é a contribuição do financiamento de
seguridade social.
 Tributos Setoriais – CCC, ECE, RGR, TSFSEE, CDE, ESS, P&D, NOS,
DFURH. Que são respectivamente a Conta de Consumo de Combustíveis,
o Encargo de Capacidade de Emergência, a Reserva Global de Reversão,
Taxa de Fiscalização de Serviços de Energia Elétrica, Conta de
Desenvolvimento Energético, Encargos de Serviços do Sistema, Pesquisa
e Desenvolvimento e Eficiência Energética, Operador Nacional do Sistema,
Compensação Financeira pelo Uso de Recursos Hídrico.
Para acompanhar o ranking de tarifas B1 acesse: http://www.aneel.gov.br/rankingdas-tarifas
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Figura 62 - Ranking Tarifas B1 – Fonte: ANEEL
114
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Exemplos de Contas de Energia
AES ELETROPAULO
Figura 63 - Exemplo de conta da AES Eletropaulo – Fonte: AES Eletropaulo
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CELPE
Figura 64 - Exemplo de conta da CELPE – Fonte: CELPE
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CEMIG
Figura 65 - Exemplo de conta da CEMIG – Fonte: CEMIG
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COELBA
Figura 66 - Exemplo de conta da COELBA – Fonte: COELBA
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COPEL
Figura 67 - Exemplo de conta da COPEL – Fonte: COPEL
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COSERN
Figura 68 - Exemplo de conta da COSERN – Fonte: COSERN
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CPFL
Figura 69 - Exemplo de conta da CPFL – Fonte: CPFL
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DME
Figura 70 - Exemplo de conta da DME – Fonte: DME
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ELEKTRO
Figura 71 - Exemplo de conta da ELEKTRO – Fonte: ELEKTRO
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ENERGISA
Figura 72 - Exemplo de conta da ENERGISA – Fonte: ENERGISA
LIGHT
Figura 73 - Exemplo de conta da LIGHT – Fonte: LIGHT
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3.
Instalação
Gerenciamento de Projeto
O gerenciamento de projetos é um aspecto fundamental de qualquer
projeto de instalação. Uma vez que um contrato foi assinado com o cliente, o
cronograma do projeto pode começar para a instalação do sistema fotovoltaico.
Em resumo, o planejamento de uma instalação fotovoltaica utiliza informações
recolhidas durante um excedente local, e inclui as seguintes considerações:
• Revisão; completando e adaptando o projeto do sistema.
• Apresentação dos pedidos de licenças, interligação utilitário e incentivos.
• Definir as necessidades do cronograma do projeto, mão de obra e
equipamentos.
• Identificação e resolução de conflitos.
• Coordenação de logística com o cliente, tais como o acesso à área de
trabalho, instalações de trabalho, coleta de lixo e áreas de armazenamento.
Ferramentas para Vistoria Técnica
Sugerimos o seguinte kit:
✓
Uma câmera digital ou um celular de boa qualidade é fundamental para o
registro visual da vistoria.
126
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✓
Fita métrica. Tanto o modelo tradicional, de preferência de rolo para
galpões e ambientes maiores e a menor para residências. Quanto a laser, que
pode ser encontrada na internet por preços acessíveis e que pode lhe poupar
bastante tempo nas medições em geral.
✓
Novamente um celular, com aplicativo de bússola (lembrando que a
bússola tradicional não aponta para o norte verdadeiro, somente para o
magnético).
✓
Um medidor de ângulo para verificar a inclinação dos telhados, novamente
aqui sugerimos um aplicativo de celular, nos celulares mais modernos é possível
medir a inclinação com precisão
✓
Uma calculadora (smartphone é indicado aqui novamente).
✓
Um caderno de bolso para anotar informações importantes que não caibam
no formulário (novamente indicamos o uso do smartphone).
✓
Uma lanterna e baterias extras. Aqui não vamos indicar o uso de
smartphone (alguns modelos têm lanterna embutida, ou o flash), aconselhamos
que você adquira uma lanterna de cabeça (farol), que vai ser muito útil
dependendo do horário da visita, e se for necessário acessar o sótão por
exemplo, ou mesmo o forro de telhado, permitindo que você possa usar as mãos
livremente.
✓
Uma ferramenta de análise de sombreamento (aqui recomendamos
novamente o uso de smartphone, existem inúmeros aplicativos gratuitos e pagos
que fazem esta análise no local, além de softwares que podem ser usados no
notebook ou no escritório após a vistoria).
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✓
Chaves de fenda ou kit.
✓
Um multímetro digital.
✓
Óculos escuros de segurança.
Embora uma escada não seja tão portátil assim, dependendo do modelo,
certifique-se de ter uma a mão, uma boa ideia é perguntar ao cliente se ele tem
uma em casa. Pouquíssimas vistorias vão ser bem executadas sem acessar o
sótão, forro ou o próprio telhado.
Assegurar Autorização e Aprovação
O conteúdo de um pacote de licença de qualidade inclui:
• A página de título com o endereço do projeto, uma breve descrição do
projeto, a lista de especificações, e uma tabela dos conteúdos.
• Conclusão das formas que a Distribuidora local necessita para processar
uma autorização.
• Um plano que mostra o local dos principais componentes da propriedade,
incluindo layout do sistema, local das vias de acesso do sistema para os
bombeiros, reveses para as linhas de propriedade dos sistemas terrestres
montada, e a localização do sistema de proteção.
• Esquema elétrico detalhado mostrando e especificando todos os
principais componentes utilizados na parte elétrica do sistema fotovoltaico. Este
diagrama deve mostrar a configuração do gerador fotovoltaico, a localização e a
classificação de proteção de sobre corrente, texto explicativo dos condutores
quanto ao tamanho, tipo e classificação.
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• Informação sobre a montagem da estrutura, incluindo o fabricante, o
modelo, a instalação, documentação e detalhes.
• Especificação para todos os principais aparelhos elétricos, incluindo
módulos fotovoltaicos, inversores, String Box, e quaisquer outros componentes
originais que não são comuns em instalações elétricas convencionais.
Pré-Instalação
A preparação adequada para a instalação, é tão importante quanto o
processo de instalação em si. Certificar-se que todo o material necessário está
na mão, ou adquiridos para estar disponível no momento em que for necessário,
na área de trabalho. Todos os projetos fotovoltaicos requerem um plano de
segurança e equipamentos de segurança devem estar na mão antes da
instalação. O equipamento de segurança deve ser inspecionado para garantir
que ele está em bom estado de conservação e não está faltando peças.
Quaisquer aluguéis de equipamentos necessários precisam ser planejados,
orçados, e suas entregas programadas. Muitas vezes, grandes quantidades de
materiais podem precisar ser encomendadas, movidas na posição e preparadas
para a instalação, o que requer equipamento especial. Um número de
ferramentas deve disponível para ajudar os gerentes de instalação em
planejamento e alocação recursos do projeto.
Implementar um Plano de Segurança
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Os aspectos do senso comum para a segurança do local de trabalho podem
ser resumidas como segue:
• Se o local de trabalho é desordenado, a possibilidade de tropeçar em
algo é significativamente mais alta.
• Se o local de trabalho é um telhado inclinado, com a desordem a
possibilidade de cair do telhado é significativamente mais alta.
• Se as ferramentas são deixadas de qualquer jeito em um telhado, a
chance de alguma delas cair do telhado e ferir alguém é mais alta.
Todos os indivíduos que trabalham em serviços de instalação de sistemas
fotovoltaicos devem estar familiarizados com as normas estabelecidas pela NR10 e da NR-35. As normas da ABNT exigem que os empregadores forneçam
um ambiente de trabalho seguro e saudável livre de perigos, e siga as normas
aplicáveis.
Segurança em Trabalhos com Sistema Fotovoltaico
Quando você está instalando, fixando ou fazendo manutenção em um
sistema fotovoltaico, você precisa estar atento a todo o momento. Se você
perder o foco de seu trabalho e todos os perigos que você está exposto, você
pode se machucar seriamente. Sim, a segurança em um local de trabalho é o
mais importante para a execução da obra. Se você quiser se tornar plenamente
consciente de todos os riscos no local de trabalho, assim como as formas
adequadas de lidar com eles, sugiro que você siga as normas de segurança das
NR-10 & NR-35.
O trabalho deve ser iniciado após o diálogo de segurança e procedimentos,
revisão de ferramentas e material, inspeção dos dispositivos de segurança e
ancoragem. Sempre isolar a área de trabalho buscando garantir a segurança de
130
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todas as pessoas envolvidas ou não no serviço. Os trabalhadores devem estar
munidos de equipamentos de proteção individual (EPI) e/ou coletivos (EPC)
para realização dos trabalhos e segurança de terceiros.
Os profissionais de instalação de painéis fotovoltaicos deverão estar
atentos às normas regulamentadoras (NR-10 & NR-35) que tratam de segurança
em trabalhos com eletricidade e trabalhos em altura respectivamente. Em nosso
curso
listaremos
os
principais
pontos
destas
NR’s
(Normas
Regulamentadoras) relativos à segurança dos trabalhadores.
Equipamentos de Proteção
Figura 74 - Sinalização de entrada proibida – Fonte: Soliens
131
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Figura 75 - Sinalização e isolamento da área – Fonte: Soliens
Figura 76 – Escada firmemente amarrada e segura – Fonte: Soliens
132
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Equipamentos de Proteção Individual (EPI)
Equipamentos de proteção individual (EPI) inclui vestuário de proteção,
luvas, calçado, capacetes, óculos, máscaras, aventais ou outras peças de
vestuário destinadas a proteger os trabalhadores da lesão para o corpo por
impactos, riscos elétricos, calor e produtos químicos, e outros trabalhos
relacionados a riscos de segurança.
Figura 77 - Equipamentos de Proteção Individual – Fonte: Soliens
✓ Óculos de segurança, capacetes de segurança, luvas de segurança PU, luvas
para eletricista, calçados de segurança, cintos tipo paraquedista, talabartes em
Y, abafadores e proteção auricular, camisa de manga comprida e calça de
proteção.
133
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Figura 78 - EPI’s – Fonte: Soliens
Figura 79 - Lonas, capas de chuva, instintor de incêndio, linhas de vida – Fonte: Soliens
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Capacete
O empregador deve garantir que todo trabalhador use capacete quando
trabalhar em áreas onde há um potencial de lesão na cabeça, sendo por queda
de objetos, ou exposição a riscos elétricos. Capacetes têm uma borda completa
para fornecer proteção de pancadas no topo ou nas laterais da cabeça. Há 03
classes de capacete:
Classe G (Geral) de capacete se destinam a reduzir o risco de exposição
e contato com condutores de baixa tensão e são testados a 2.200V.
Classe E (elétricos) de capadetes destinam-se a reduzir o perigo de
exposição a condutores de alta tensão e são testadas para 20.000V.
Classe C (condutora) de capacetes não fornecem isolamento elétrico e
não se destinam a fornecer proteção contra contato com condutores elétricos.
Proteção para o Rosto
A proteção dos olhos deve ser fornecida para proteger contra riscos, tais
como poeira e outras partículas voadoras, gases corrosivos, vapores e líquidos,
e operações de soldagem. A seleção de proteção para os olhos é baseado na
proteção de um específico perigo, o seu conforto, e não deve restringir a visão
ou movimento. Tipos de proteção ocular e facial incluem:
• Óculos: Oferece a proteção mais completa contra impactos, produtos
químicos e vapores. Possui vedação em torno da área dos olhos. Os tipos
ventilados permitem fluxo de ar e reduz a chance de nebulização. O tipo não
ventilado protege de impactos, bem como respingos, vapores ou partículas;
muitos tipos cabem sobre os óculos de grau.
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• Máscaras: A complementar, dispositivo de proteção secundária para
proteger o rosto do trabalhador de certos riscos de radiação de soldagem e
químicas.
Equipamentos de Proteção Coletiva (EPC)
✓ Extintor de Incêndio, delimitador de área, linha de vida, cadeado de bloqueio
(para quadro geral da residência), placas de sinalização, cones, faixas de
segurança.
Ferramentas Manuais
Todas as ferramentas manuais e elétricas ou equipamentos semelhantes,
mesmo fornecido pelo empregador ou pelo empregado, devem ser mantidos em
condições seguras. Todas as ferramentas elétricas devem estar equipadas com
travas de fábrica e interruptores de segurança.
Os riscos são geralmente causados por mau uso e manutenção
inadequada. Diretrizes adicionais e precauções para o uso de ferramentas
elétricas incluem o seguinte:
• Siga instruções dos fabricantes.
• Use o equipamento de proteção individual (EPI).
• Desligue as ferramentas quando não estiverem em uso, para limpeza, e
quando mudar acessórios.
• Verifique regularmente as ferramentas antes de usar e as mantenha em
boas condições.
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• Não use roupas folgadas e joias que podem ficar presas nas peças
móveis.
• Mantenha os cabos e mangueiras, longe do calor, óleo e bordas afiadas.
Ferramentas para Instalação
Figura 80 - Ferramentas – Fonte: Soliens
Alicates
✓
Alicate decapador, alicate para prensar terminais elétricos, alicate para
prensar conector RJ-45 (caso a conexão com o inversor seja via cabo), alicate
para prensar terminal MC-4, alicates de corte, alicates de ponta e alicates
universais.
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Chaves
✓
Chaves de fenda, chaves philips, chaves torque, chaves de boca, chaves
para conector MC-4.
Figura 81 - Ferramentas – Fonte: Soliens
Outras Ferramentas
✓
Martelo, rebitador, estiletes (lâminas de corte), serra de arco, passa-fio,
lanterna, trena, nível, fita isolante, linha de pedreiro.
Ferramentas Especiais
✓
Parafusadeira, furadeira de alto impacto com martelete, detector de cano,
serra multi-corte, multímetro, detectores de fase.
✓
Escada, tábuas (ou passarelas de alumínio).
138
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Figura 82 - Parafusadeira – Fonte: Soliens
Figura 83 - Furadeira de alto impacto com martelete – Fonte: Soliens
Insumos
✓
Barramentos, buchas, parafusos, anilhas de identificação, cabos de 4mm2
e 6mm², cabos de rede.
139
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Figura 84 - Kit de pontas e bits para parafusadeiras – Fonte: Soliens
Componentes para o Sistema que será instalado
✓
Lembrar de levar componentes extras (+ de 10% como reserva técnica)
como DPSs, disjuntores, eletrodutos, conduítes, espuma expansiva, terminais,
porta-fusíveis, fusíveis, caixas de conexão, discos de corte e kits de bits e pontas
para a parafusadeira.
✓
É importante levar capas de chuva e lonas para cobrir o telhado caso chova
no momento da instalação. Para evitar que o cliente tenha infiltrações em seu
telhado, normalmente neste momento é aconselhável por segurança fazer a
parte elétrica e deixar o telhado para uma ocasião mais segura.
Segurança da Escada
As escadas são classificadas em três formas, de acordo com a sua
utilização e complexidade:
140
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✓
Escada de Abrir: Esta é uma escada independente que foi projetada para
uso na posição totalmente aberta. Escada de abrir vêm em vários comprimentos
e pode ser usado para pontos de acesso acima da cabeça, como quando você
estiver fazendo instalação ao longo da parte superior de alguns equipamentos
montados na parede.
✓
Escada reta: escadas retas dão acesso a diferentes níveis bem como
pontos elevados ao longo de uma superfície vertical, porém áreas acessíveis a
partir de uma escada reta são limitados pela sua altura. Você pode usar uma
escada reta quando você precisa de acesso a uma superfície do teto a partir do
nível do solo.
✓
Escada Extensiva: uma forma de escada reta que permite que o usuário
aumente o comprimento total movendo sua seção "base móvel" ao longo da
seção "base fixa" da escada, permitindo aceder a diferentes níveis. Você pode
utilizar uma extensão de escada quando você precisa de acesso a uma superfície
do teto em um prédio com vários andares.
Configuração Correta para Escada
Quando configurar uma escada de abrir, verifique se as pernas estão
completamente estendidas e que as braçadeiras estão para baixo e travada.
Todas as quatro pernas precisam estar firmemente fixas em um lugar sobre a
superfície de trabalho para evitar da escada se mover quando você subir sobre
ela.
Quando for usar escadas retas e escadas de extensão para acessar as
superfícies do telhado, a configuração correta é essencial. Se você configurar a
Escada muito íngreme, você corre o risco de ter a parte superior “empurrada” a
partir do telhado. Se você não configurá-la suficientemente íngreme, o fundo
pode expulsar e cair, te fazendo ir ao chão. Tomando algumas precauções
141
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simples, você pode reduzir muito a possibilidade de acidentes da escada. No
curso você aprenderá as diretrizes para se configurar corretamente as escadas.
Segurança no Telhado
Provavelmente um dos locais mais perigosos que você vai trabalhar, e que
você vai estar regularmente, pois será o local mais comum de instalação dos
módulos fotovoltaicos, será o telhado. Você provavelmente também vai
trabalhar com outras pessoas e em torno de múltiplos obstáculos. Na parte
superior você deve se lembrar de que está executando um trabalho mecânico e
elétrico lá em cima, e como se os dois já não fosse perigoso o suficiente, terá
que tomar cuidado com a altura.
Proteção Contra Quedas
As quedas, é a principal causa de mortes na indústria da construção. Por
isso
é
essencial
que
os
instaladores
de
sistema
fotovoltaico
estejam
familiarizados com a NR-35. Porque a maioria dos sistemas fotovoltaicos
envolve, trabalhar em telhados (isso quer dizer em altura). Consequentemente,
a NR-35 exige que seja usado proteção individual para calçadas e rampas,
buracos e escavações, telhados, aberturas nas paredes ou claraboias onde um
empregado ou trabalhador possa cair.
Armazenamento de suas Ferramentas
É claro que você precisa para trazer inúmeras ferramentas com você para
o telhado quando você estiver instalando um sistema fotovoltaico, mas
ferramentas soltas podem gerar um grande acidente. Embora seja muito cortês
de sua parte gritar "sai de baixo!" para os seus amigos, quando sua ferramenta
estiver caindo do telhado, é mais eficiente se você não deixá-la cair. Siga estas
diretrizes:
142
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✓
Ter o cuidado para levar com você apenas as ferramentas de que vai
precisar.
✓
Use um cinto de segurança que tenha espaço de armazenamento para
ferramenta em torno de sua cintura para guardar o suficiente que você precisa
com você.
✓
Investir em uma caixa de ferramenta de qualidade, onde as mesmas
possam ser adequadamente protegidas. Essas caixas de ferramenta são úteis
porque você vai precisar de várias ferramentas e componentes no telhado, mas
você não consegue carregar todas elas na cintura.
Análise de Segurança Elétrica
A eletricidade é um risco real e muito importante para a segurança. Tenho
visto muitas pessoas começarem a trabalhar com sistemas fotovoltaicos e tomar
a atitude de achar que é apenas energia solar e não dar o valor necessário à
eletricidade. Não caia neste mito. A eletricidade pode ferir ou matar você
independentemente da fonte.
Além disso, apesar dos módulos fotovoltaicos comece com uma baixa
tensão, o seu trabalho é projetado para que elas forneçam as tensões maiores
do que o padrão de tensões 110/220V, na maioria das casas vinculados a rede.
Se você não tiver em mente que estas são razões para manter a segurança em
todos os momentos, então, você está no caminho errado.
Prevenir riscos elétricos no trabalho envolve as seguintes práticas:
• Usar ferramentas elétricas com isolamento duplo e mantida em boa
condição.
143
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• Evitar linhas elétricas aéreas e condutores elétricos enterrados.
• Trabalhar em equipamentos elétricos e circuitos desenergizados.
• Manter o local de trabalho ordenado, demarcado e com bloqueios, para
impedir que pessoas desavisadas venham a energizar o circuito elétrico ou ligar
as máquinas enquanto está sendo realizada manutenção.
Risco de choque
Você deve estar sempre ciente do potencial risco que está correndo
quando trabalha com eletricidade. Você também deve ter em mente que quando
você está trabalhando com sistemas fotovoltaicos, várias fontes de energia estão
presentes, o que equivale a numerosas possibilidades de perigo. Aqui estão os
principais riscos de choque que você precisa pensar a todo o tempo:
✓
Ferramentas elétricas e cabos de extensão: Inspecione o equipamento
antes de o utilizar e substitua imediatamente quaisquer ferramentas ou cabos
que parecem danificados. Em particular, certifique-se de que todos os
equipamentos e cabos estão adequadamente aterrados. Nunca use um cabo que
não tenha uma conexão de aterramento ou esteja danificado. Se você o fizer,
você vai aumentar suas chances de se eletrocutar.
✓
Módulos
Fotovoltaicos:
as
placas
solares
não
têm
interruptores
liga/desliga. Quando você tirar um módulo da caixa e o expor à luz solar, este
já vai começar a conduzir corrente elétrica se houver um caminho. As correntes
baixas como 0,100A já são suficientes para perturbar o coração e suas funções
normais. Nos módulos fotovoltaicos você estará trabalhando com corrente de
saída de 5A a 10A o que já é suficiente para causar lesões graves e até mesmo
a morte.
144
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✓
Circuitos Corrente Alternada: estes circuitos representam os seus próprios
perigos elétricos. Você provavelmente precisará fazer ligações no interior do
painel de distribuição elétrico. Se a alimentação estiver presente nesses painéis,
você corre o risco de tocar em algum condutor (fio ou cabo) que irá enviar
corrente através do seu corpo. Quando você precisar trabalhar dentro do painel,
desligue a energia para garantir que você não ficará exposto a nenhum tipo de
perigo.
✓
Perigos no telhado: a maioria dos sistemas fotovoltaicos serão instalados
sobre os telhados dos lares e escritórios dos clientes, então dê uma atenção
especial à presença de linhas de energia aéreas e sempre olhe para cima antes
de configurar uma escada. Falando de escadas, evite usar aquelas que são feitas
de materiais condutivos, em vez disso, invista em uma escada de fibra de vidro
com capacidade nominal adequada.
Trabalhar com diferentes circuitos em um sistema fotovoltaico expõe você
a um conjunto especial de riscos elétricos. Porque os circuitos fotovoltaicos
nunca podem ser desligados e o cabo de alimentação de corrente alternada
fornece ainda um outro perigo de choque. Este simples fato significa que a
tensão (e os riscos de choque que vêm junto com ele) é um grande problema.
A primeira preocupação quando você iniciar a instalação de qualquer
sistema fotovoltaico: certifique-se de que todos os dispositivos de proteção de
surto (disjuntores ou fusíveis) que você instalar estão na posição desligado. Esta
verificação evita que qualquer circuito de se torne involuntariamente ligado
durante o processo de instalação.
No circuito de corrente alternada, você vai trabalhar com o circuito de
saída do inversor. O ideal é você adquirir kits de bloqueio especial que são
145
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projetados para “travar o sistema” ao longo dos disjuntores, e permitem que
você se certifique que ninguém vai ligar o disjuntor atrás de você e aplique
energia em um painel que você achava estar desligado.
Todos os sistemas fotovoltaicos têm pelo menos uma corrente alternada e
uma corrente contínua, por isso, devemos instalar várias proteções que podem
ser usadas para interromper qualquer fluxo de corrente. Antes de realizar o
menor tipo de manutenção ou trabalho no sistema fotovoltaico que está
funcionando e produzindo energia, verifique que todas as proteções estão
desligadas.
Figura 85 - Kit Bloqueio - Fonte www.masterlock.com
Independentemente do tipo de sistema, a próxima etapa é bloquear e
etiquetar todo o sistema, assim ninguém pode vir atrás de você e virar a chave
de volta. O bloqueio impede que outra pessoa que não o titular (no caso você),
venha a ligar chave do sistema. A tag (que é conectado à trava) permite que as
pessoas saibam que o sistema não deve ser ligado e fornece suas informações
de contato para que as pessoas possam entrar em contato com você se
necessário.
146
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Mesmo que você tenha desligado o fluxo de corrente a partir da String
Box e do inversor interativo, o sistema ainda estará produzindo tensão. Por
conseguinte, todo o circuito que está à frente dos meios de desconexão pode
ainda estar energizado. Nunca desconecte os seguintes pontos:
✓
Se você foi chamado para solucionar um problema no sistema fotovoltaico
ou se você ver algo que você deseja alterar rapidamente no telhado, pode ser
tentador desconectar o cabo solar. No entanto, você nunca deve desligar os
módulos neste local enquanto os módulos estão sob carga (recebendo luz solar).
É muito importante lembrar que nas costas dos módulos tem um aviso "Não
desligar sob carga". Se você puxar esses conectores sob carga, você teria muita
sorte se não levasse uma descarga elétrica.
✓
Outro lugar tentador para desligar o sistema fotovoltaico é dentro de uma
String Box, usando o porta-fusíveis instalado, para puxar o fusível e quebrar o
circuito. Estes suportes de fusíveis, não são apropriados para quebrar o circuito
sob carga. Se você tentar fazer isso mesmo assim, quando você puxar o portafusíveis, pode se criar um arco elétrico, gerando não apenas um perigo de
choque para você, mas também um risco de incêndio porque o suporte de
fusíveis é de plástico e poderia pegar fogo.
Quando você estiver em uma situação em que alguma coisa não está certa,
pare e analise o que está acontecendo antes de pegar e puxar os cabos
cegamente, abrindo porta fusíveis, ou puxando os conectores do módulo
fotovoltaico. Verifique a presença de corrente e tensão usando o multímetro
digital da forma que foi descrito anteriormente. Fazendo estas verificações antes
de puxar os fusíveis ou afastando as placas do módulo de fotovoltaico, você
garante que não se colocará desnecessariamente em perigo.
Visita Técnica
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Quando negociamos um sistema solar fotovoltaico nos deparamos com o
inevitável, “todas as particularidades da instalação” que varia muito de cliente
para cliente, por isso, é muito importante realizar uma visita técnica minuciosa,
para elaborar um projeto de instalação que não nos cause surpresas na hora de
executar o serviço.
No momento da visita primeiramente temos que verificar o tipo de telhado
onde será instalado o sistema solar fotovoltaico, geralmente o sistema é
instalado no telhado do cliente, porém existem outras formas de instalação, em
caso de telhado nós temos três tipos de mais comuns, (colonial, laje, estrutura
metálica). Outro ponto muito importante em relação a telhado é a altura da
estrutura, por que a partir dela é que vamos tomar a decisão dos equipamentos
que vamos utilizar, podendo ser escada, andaime ou plataforma.
Depois de analisarmos o tipo de telhado devemos analisar como será feita
a estrutura de tubulação para cabeamento, se é externa ou interna, se é parede
de alvenaria, tijolinho, madeira, etc. Devemos medir as distâncias dos
componentes que integrarão o sistema e definir os locais onde vamos instalar a
String Box, o inversor interativo e o sistema de proteção (disjuntor), e medir a
distância do quadro de distribuição da residência onde iremos conectar com o
sistema fotovoltaico, para saber a quantidade de condutores, de eletrodutos e
de caixa de passagens, que farão parte do nosso circuito.
Durante a avaliação do local, você terá de identificar onde o sistema
fotovoltaico será montado. A localização que você escolher, dirá o tipo de
estrutura de montagem que você deve usar. Existem várias opções para cada
tipo de estrutura, é por isso que vamos passar as próximas seções revisando as
principais soluções de “racks” disponíveis para suas instalações.
Tenha em mente que você pode usar um sistema de “racks” disponíveis
comercialmente e modificá-lo para a sua aplicação específica. Por exemplo,
alguns sistemas fotovoltaicos utilizaram um sistema de “racks” projetado para
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solo, para montar um sistema fotovoltaico como um toldo na lateral de um
prédio. O que você precisa para trabalhar em conjunto com o fabricante de
“racks” a tais projetos, embora, podem precisar avaliar para outros aplicativos
projetados na instalação.
Montar as Peças Mecânicas
O lado mecânico, pode ser muito confuso para um certo número de
pessoas, a ideia de trabalhar em um telhado, realizar a perfuração de um orifício
nele e então ser responsabilizado por qualquer problema no futuro é um pouco
demais para algumas pessoas.
Mas para ser bem-sucedido no mundo fotovoltaico, você tem de se sentir
confortável com os aspectos do trabalho mecânico. Por que razão? Porque a
realidade das instalações fotovoltaicas é que existe muitos detalhes envolvidos
nos componentes mecânicos e estruturais de um sistema (assim como existe
nos componentes elétricos), em outras palavras, tudo começa pela fixação de
um sistema fotovoltaico.
Concluindo a Instalação
Uma vez que os sistemas fotovoltaicos estão instalados, é encomendada
uma inspeção da distribuidora de energia local para verificar se instalação
coincide com os planos e as exigências do código. Comissionamento de sistemas
fotovoltaicos segue requisitos semelhantes para qualquer instalação elétrica,
envolvendo observações visuais, testes e medições para verificar a segurança e
qualidade da instalação de acordo com os planos e códigos e normas aplicáveis,
e para verificar o bom funcionamento e o desempenho do sistema.
Etapas chave de um procedimento de comissionamento incluem:
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• Completar os detalhes finais de instalação.
• Completar uma verificação do sistema e inspeções visuais.
• Verificar a integridade do isolamento da fiação.
• Completar a documentação do sistema.
• Verificar os procedimentos de emergência.
Embora podem variar com o tamanho e o âmbito de projetos específicos,
os principais componentes de um sistema de documentação final devem incluir
o seguinte:
• Informações gerais: deve incluir as classificações de corrente contínua do
sistema e de corrente alternada; fabricante, modelo e quantidade de módulos
fotovoltaicos, inversores, controladores e todos outros componentes principais,
conforme aplicável.
• Informações de contato: deve incluir os nomes, endereços postais, números
de telefone e endereços de e-mail para o proprietário, projetista do sistema,
empreiteiro de instalação do cliente e quaisquer outras partes ou subcontratados
responsáveis.
• Um desenho: é muitas vezes necessária para a distribuidora local para fins
de licenciamento, para identificar locais dos equipamentos em edifícios ou em
relação a linhas de propriedade.
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• Um diagrama unifilar: descreve a concepção global do sistema, inclusive os
tipos e o número total de módulos, módulos por String; os tipos e número de
inversores; e qualquer outro grande componente.
Solução de Problemas
Para finalizar, embora a maioria dos sistemas fotovoltaicos requer pouca
manutenção, um plano de manutenção garante o serviço essencial. Manutenção
ajuda a identificar e evitar potenciais problemas que afetam funções do sistema,
desempenho ou segurança.
Um plano de manutenção inclui uma lista e cronograma para a
manutenção do sistema todos os dados obrigatórios e serviço, tais como:
• Inspeções de componentes e sistemas de cabeamento.
• Avaliação dos anexos estruturais e intempérie.
• Limpeza e remoção de detritos em volta dos módulos.
• Substituição de componentes do sistema danificados ou com falhas.
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4.
Vendas
Preparando a Venda
Olhe ao seu redor. Seu computador, seu carro, suas joias, seus óculos e
seu telefone celular - muitas das coisas que você possui - provavelmente foram
vendidos a você por alguém. Agora, pense em coisas que você não pode ver,
como seu serviço de telefone celular, seu serviço de internet e seu seguro
automóvel. Estes serviços, foram vendidos a você por alguém. Agora que você
pensou sobre isso, você pode ver que a venda está envolvida na sua vida de
muitas maneiras.
A energia solar fotovoltaica deveria se vender sozinha, concorda?
Economizar dinheiro, gerando energia limpa, sendo pioneiro. Pois é, mas não.
Como você vai perceber. O fato de você - o vendedor - entender que um gerador
fotovoltaico é uma escolha óbvia, seus potenciais clientes, muitas vezes por
ignorância, teimosia, ou desconfiança, não necessariamente enxergarão da
mesma forma que você. Portanto cabe ao vendedor ser um provedor de
conhecimento. Um consultor, tendo sempre os interesses do cliente em mente.
Primeiramente, é importante sabermos o que significa um lead. Um lead
é alguém interessado em energia solar, um cliente em potencial. Na SOLIENS,
ligamos para o cliente dentro de uma janela de 5 minutos após o recebimento
do e-mail inicial de solicitação de orçamento. Esta estratégia comunica
comprometimento e segurança.
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É Importante Escutar o Cliente
Agradeça ao lead pelo interesse. Pergunte se conhece a tecnologia, se tem
alguma dúvida. Se gostaria de ouvir uma explicação sobre a tecnologia. Após
cada pergunta, pare de falar, e espere uma reação do lead. Apenas com
autorização, passe para a próxima pergunta. Escutar é muito importante.
Não só escutar, prestar atenção no que o lead fala. Por via de regra, tem-se
como dois minutos o tempo máximo de fala contínua. Use um cronômetro nas
primeiras ligações, até se acostumar. Após os dois minutos, pare de falar,
escute. O lead vai te dar autorização para continuar falando, ou vai mudar o
assunto da conversa. Permita que o assunto seja mudado. A ligação tem que
ser como uma dança. Você está conduzindo, porém precisa do engajamento do
lead para que a conversa seja bem-sucedida. As mesmas técnicas são validas
para ligações, encontros formais e encontros informais.
Quem são seus primeiros leads? Seu círculo de contatos. Sua família,
melhores amigos. São as pessoas com as quais você já possui um
relacionamento com um certo nível de confiança. Estas são as pessoas que mais
provavelmente farão negócio com você. Um desconhecido pode perguntar sobre
seu portfólio. Que é importante ter, porém não é obrigatório. Para ajudar neste
quesito, feche os primeiros negócios com amigos e família. Isso não quer dizer
que você não vá procurar outros leads que já tenha em mente. Quanto mais
pessoas souberem que você é um integrador fotovoltaico, melhor. A medida que
as pessoas forem sabendo o que você faz, elas vão começar a te procurar. A
maioria por curiosidade. Alguns sondando a concorrência. Mas cada pessoa que
entra em contato, é um cliente em potencial. Trate todos com a mesma atenção
e cordialidade. Sempre escutando suas necessidades e motivos.
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Antes de Elaborar um Orçamento
Qual a motivação do cliente? Dependendo do tipo de cliente, precisamos
fazer projetos distintos. Na nossa experiência aprendemos que existem duas
motivações principais por trás de um cliente fotovoltaico:
1 – O tipo mais frequente de cliente é o investidor, que busca economia.
Retorno financeiro direto pela energia gerada. Para este tipo de projeto deve-se
determinar, da forma mais precisa possível, a potência-pico ideal para o gerador,
de forma que este gere a energia necessária a suprir, no máximo, 100% das
necessidades energéticas da unidade consumidora, considerando a média de
consumo anual.
Se você perguntar a um investidor que tipo de benefícios ele espera ter de
um sistema fotovoltaico. A resposta dele será: -Reduzir a conta, frear os
aumentos abusivos de energia, ter controle e autonomia, valorizar seu imóvel,
e é claro sem risco.
Com pistas como essa, responda: Um sistema fotovoltaico é a única
melhoria que você comprará para a sua casa que se paga sozinha múltiplas
vezes, muito melhor que investir em um carro novo, ou uma cozinha nova.
Somando tudo o que se paga para Distribuidora o investimento fica na casa dos
6 anos de conta ou menos, sendo que tem vida útil superior a 25 anos, rendendo
mais de 19 anos de lucro.
2 – Ambientalista/Marketing Verde – Para empresas que buscam novas
maneiras de divulgar seus produtos e serviços. Para esse tipo de aplicação as
empresas disponibilizam uma parcela de seu orçamento de marketing (em
alguns casos juntamente com orçamento de adequações internas de engenharia
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civil e elétrica), de forma que o gerador deve, além de caber nesse orçamento,
retornar alguma ‘visibilidade’ à marca. Em alguns casos, principalmente de
empresas multinacionais, existem requisitos a serem atendidos, como os de
institui ções que emitem certificados de sustentabilidade como os “Selos” Leed
(http://www.usgbc.org/leed)
e
Aqua
(http://www.vanzolini.org.br/hotsite-
aqua.asp). No Brasil, o primeiro “Selo Verde” exclusivamente solar é oferecido
pelo Instituto Ideal, que tem requisitos mais flexíveis que os de outras
instituições.
Se o foco for atender a uma certificação sustentável, deve-se ter em mente
que sempre há uma quantidade mínima da energia consumida pela unidade
consumidora que deve ser gerada localmente, portanto, uma das fases do
projeto é determinar esse valor de energia que deve ser gerada, o que acaba
por ditar qual deverá ser a potência-pico do projeto. Para os casos em que não
há vínculo direto com uma instituição certificadora, busca-se o máximo de
“marketing espontâneo”, como reportagens em âmbito local ou nacional, e
menções da marca associada ao projeto em redes sociais. É o que vem
ocorrendo, atualmente, com as empresas que aproveitaram a grande exposição
da energia solar no mercado nacional. O que se busca, então é um gerador que
seja o mais aparente possível, como é o caso dos estacionamentos solares.
Para pessoas que estão preocupadas em não poluir o ambiente. Se você
perguntar a um ambientalista que tipo de benefícios ele espera ter de um
sistema fotovoltaico. A resposta dele será: -Produzir a sua própria energia sem
poluir, reduzir sua emissão de CO², deixar um mundo melhor do que encontrou,
colher energia gratuita do sol.
Se você ouvir pistas como essa, já sabe qual o perfil do cliente, diga: -O
sistema solar é limpo, silencioso, não emite CO², e após 30 anos pode ser
reciclado com todos os seus componentes, já que o principal deles é Silício
(areia). Energia solar nunca começou uma guerra, não mata fauna e flora e não
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desabriga aldeias e cidades, e se um dia tivermos excesso de energia solar é
porque o dia foi bonito.
Precificação
Na SOLIENS, usamos uma tabela de cálculo que nos dá todas as
informações financeiras relevantes do sistema do cliente.
Nesta planilha, você insere as informações do dimensionamento calculado
no módulo técnico, e insere o valor de venda do sistema. A planilha já te fornece
todo o fluxo de caixa dos primeiros 25 anos de vida útil do sistema, bem como
dois argumentos utilizados para verificar a viabilidade financeira de um
investimento. São eles o VPL, e o TIR.
Valor Presente Líquido
Valor Presente Líquido, ou VPL é o somatório dos termos de um Fluxo de
Caixa Descontado. Quanto maior o VPL, mais lucrativo será o projeto ou novo
negócio. O VPL indica qual o lucro que o projeto ou novo negócio trará.
Taxa Interna de Retorno
Taxa Interna de Retorno, ou TIR é a taxa de juros para a qual o VPL é
nulo. Quanto maior a TIR, melhor e mais lucrativo será o projeto ou novo
negócio. Pense na TIR como a taxa de juros que uma aplicação financeira
precisaria render para ser tão lucrativa quanto o projeto ou novo negócio.
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Proposta Comercial
É importante que esses e outros argumentos estejam em sua proposta
comercial. Eles apenas ajudam nas vendas.
Em uma empresa grande, existe uma pessoa, ou um departamento inteiro
para cada função. Temos o responsável por marketing, o de vendas, orçamento,
pós-vendas, técnico, monitoramento. Não importa o tamanho da empresa, estes
departamentos
devem
existir,
mesmo
que
todas
as
funções
sejam
desempenhadas por uma pessoa apenas. Portanto, se sua empresa for pequena,
é importante que o vendedor saiba pelo menos o básico de todo o sistema, e
seja capaz de confeccionar orçamentos. Elabore uma proposta padrão, o mais
completa possível, e adapte-a para cada cliente. É importante que o cliente
tenha o sentimento de que sua proposta comercial foi personalizada, e supre
suas necessidades.
A proposta deve conter:
O escopo de serviço:
O que está incluído no preço e quais os prazos?
Equipamentos:
Quais as marcas de equipamento serão instaladas no cliente?
Descrição básica dos equipamentos, e por que a marca X ou Y foi escolhida.
Descrição específica do sistema do cliente:
Número de módulos, potência, etc.
Garantias:
Quais as garantias oferecidas?
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Análise financeira:
Retorno financeiro, TIR, VPL, Preço. E o que mais julgar necessário.
Cada integrador possui seus custos operacionais. Uma parte crítica do
negócio é a precificação. Um orçamento mal calculado pode assustar um cliente,
ficar muito mais caro do que a concorrência. Portanto perde-se a venda.
Muito pior do que isso é um orçamento com preço muito baixo, seja por
não querer perder a venda, ou por custos não previstos. Uma venda feita com
preço muito baixo é prejuízo certo para o integrador. Dependendo do tamanho
do sistema, isso pode significar o fim da empresa.
Calcule, portanto, qual o custo real de um sistema. Devem ser
considerados o custo de homem hora para projeto, instalação, visita técnica,
vendas, todas as comissões, custo de material, tributos. Os kits que você
comprará da SOLIENS, caso opte por isso, já são projetados para a melhor
integração entre os módulos fotovoltaicos, e inversores. Todos os nossos kits
acompanham o material necessário para uma instalação padrão. Atente-se para
a aplicação do cliente. Alguma característica do projeto foge muito do padrão?
Talvez seja necessária a compra de material extra.
Após o envio da(s) proposta(s), deve-se fazer o seguimento da
negociação. Permita alguns dias para seu cliente analisar todos os dados.
Quantos dias também depende do cliente. O tempo padrão é 2 dias. Porém
podemos aguardar até uma semana. Se o cliente realmente estiver interessado,
ele irá entrar em contato de alguma forma. Caso ele não entre em contato, tome
esta atitude. Verifique se ele teve oportunidade de analisar sua proposta,
pergunte se restou alguma dúvida. Explique que a proposta pode ser alterada
de acordo com suas necessidades. Abordamos as objeções mais comuns abaixo.
Trabalhe as objeções do cliente.
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Feche a venda. A partir daí você tem um ótimo problema nas mãos. Você
será responsável por mais um cliente feliz, que se tornará mais um aliado em
mais vendas. Lembre-se, o boca-a-boca sempre foi, e sempre será a melhor
maneira de divulgar seu trabalho.
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161
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5.
Marketing
Introdução
Vamos aprender a estruturar um plano de Marketing, não podemos
confundir marketing com vendas. Marketing é o processo de desenvolvimento
de estratégias empresariais por meio da otimização da linguagem da sua marca,
da sua apresentação, do seu design, e assim por diante. Recorrendo a pesquisas
de mercado, campanhas publicitárias, atendimentos pós-venda, etc.
Para executar um programa de Marketing é possível seguir um ciclo para
qualquer negócio, de qualquer tamanho. Este ciclo se inicia através de pesquisas
(produto, cliente, concorrência), desenvolvimento do seu produto (no nosso
caso serviço), precificação, embalagem (no nosso caso, entrega deste serviço),
distribuição, promoção e propaganda, vendas, serviço ao consumidor e
novamente de volta ao ponto inicial as pesquisas.
As pessoas confundem os termos marketing e vendas. Elas acham que o
marketing é uma outra maneira de dizer vendas. Vender é uma das maneiras
de comunicar sua mensagem de marketing, mas não é, e nunca poderá ser um
substituto para ele.
Definindo a Estratégia
Todos os programas de marketing precisam seguir o mesmo processo de
marketing, mas as semelhanças entre grandes empresas e pequenas empresas
param por aí.
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Orçamentos, pessoal, abordagens criativas e técnicas de comunicação
variam entre uma mega empresa multi-nacional e um micro-empreendedor
como talvez seja o seu caso. Portanto, é importante definir a sua meta com o
marketing, o que você quer? Atingir uma meta? Vender? Criar valor para a sua
marca? Crescer a empresa?
Sabendo exatamente o que você almeja, permitirá que você possa criar a
estratégia correta de marketing. Você pode trabalhar com diferentes estratégias
ao mesmo tempo, mas estas vão lhe consumir tempo e dinheiro.
Não necessariamente uma estratégia que funciona bem em Minas Gerais,
por exemplo, vai funcionar bem em outro estado, assim como o marketing da
cidade grande talvez não funcione tão bem quanto na cidade pequena. O
diferencial realmente vai ser a sua criatividade.
Crie uma estratégia baseada nos seus clientes, visualize quem serão os
seus clientes, para quem você acha que pode vender melhor. Estude eles, e sua
estratégia funcionará melhor. Divida os potenciais clientes em termos
geográficos, demográficos, psicológicos. Classifique-os em subgrupos, e procure
um padrão que mostre pontos em comum.
Descubra quem não serão os seus clientes, este ponto é importante para
não desperdiçar recursos e tempo. Os sistemas fotovoltaicos normalmente têm
um valor agregado alto, o que dificultar a compra dele por algumas classes
sociais, felizmente esta barreira será quebrada no futuro, assim como os
celulares, as TV’s, e todo o tipo de tecnologia tem uma curva, chamada de curva
de adoção ou curva da inovação.
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Marketing Físico
Quando se trata de publicidade, neurocientistas descobriram que os
anúncios em papel podem ser mais memoráveis e têm mais impacto do que os
digitais.
Um estudo realizado pela empresa canadense True Impact, relatada pela
Forbes, usou o monitoramento ocular e a medição de ondas cerebrais de alta
resolução para ver como os anúncios eram entendidos, como atraiu a atenção
das pessoas e as persuadiu. A pesquisa também descobriu que o correio direto
era mais fácil de processar mentalmente e testado melhor para o recall da
marca.
Flyer
Portanto, uma boa estratégia é criar os seus flyers (panfletos) com um
resumo das qualidades dos sistemas fotovoltaicos, dos seus benefícios e de
como ele resolve o problema do cliente. Foque sempre na solução do problema.
Não adianta falar de você, da sua marca, da sua empresa, sem focar na solução
de um problema que o cliente tem.
Outdoor
Outra arma bastante utilizada, são os “outdoors”, que podem custar uma
fortuna em alguns lugares ou ser bastante acessíveis em outros. O importante
é saber se a localização dele é boa, se ele está passando uma mensagem
objetiva e curta (lembre-se, quem vê um outdoor está de passagem, e não vai
parar o carro para ler, você já parou alguma vez?), se a localização proporciona
uma boa visualização, e se principalmente, estão passando por ali os seus
clientes potenciais.
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Carta
Normalmente as pessoas estão mais receptivas a uma carta do que a um
flyer em suas caixas de correio, elas vão dar mais atenção a este detalhe, e ver
a empresa com outros olhos. Mas cuidado, este tipo de tática de marketing tem
um custo, que as vezes pode ser elevado, quando se calcula o preço das
impressões, cartas, papel e trabalho.
Telefonema
Você poderá tentar realizar ligações frias como é conhecida esta técnica,
quando você liga para empresas ou residências oferecendo os seus serviços.
Comparada a outras técnicas ela tem uma eficiência menor, mas pode se
mostrar proveitosa.
Visita
Nada bate uma visita pessoal, por mais constrangedor que possa ser no
início oferecer os sistemas fotovoltaicos pessoalmente, para pessoas que nunca
ouviram falar da tecnologia, é a técnica que se mostra mais eficiente neste
mercado. Quando você conhece bem os seus clientes potenciais, e faz uso do
seu networking pessoal (rede de relacionamentos) essas chances aumentam.
Eventos
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Criar um estande pode ser uma boa ideia, e uma maneira fácil de interagir
com potenciais clientes. Pode ter um custo elevado, mas é uma maneira de
apresentar os seus serviços e falar sobre a sua marca.
Marketing Digital
O marketing digital é um termo que deve estar no radar de qualquer
empreendedor, principalmente um empreendedor que trabalha com novas
tecnologias como é o caso da tecnologia FV. As empresas utilizam canais digitais
como a pesquisa do Google, as mídias sociais, o e-mail e seus sites para se
conectar com seus clientes atuais e potenciais.
A realidade é que as pessoas gastam duas vezes mais tempo online do
que costumavam fazer há 12 anos. E enquanto dizemos muito, a maneira como
as pessoas vendem e compram realmente mudou, o que significa que o
marketing off-line (físico) já não é tão eficaz como costumava ser.
Marketing Digital é todo o marketing feito de forma on-line, na internet.
Na SOLIENS nós estudamos e trabalhamos muito com marketing digital.
Então o que exatamente é Marketing Digital?
Começa no seu próprio site e vai para todos os seus ativos on-line publicidade digital, e-mail marketing, folhetos on-line e por ai vai - há um
enorme espectro de táticas e ativos que caem sob a égide do marketing digital.
Ativos on-line
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 Seu site
 Postagens no blog
 Ebooks
 Infográficos
 Ferramentas interativas
 Canais de mídia social (Facebook, LinkedIn, Twitter, Instagram, etc.)
 Cobertura on-line (RP, mídias sociais e análises)
 Folhetos e livros de consulta on-line
 Ativos da sua marca (logotipos, fontes, etc.)
Site
Algumas dicas para criar o seu site:
Um site profissional e esteticamente agradável permite que todos saibam
que imagem você quer passar. É o cartão de visita virtual ou loja para todos os
seus produtos e serviços. Ele lhe dá a chance de atingir milhões de pessoas em
todo o país ou mesmo no mundo.
Alguns exemplos são:

Wix – pt.wix.com

Webnode – www.webnode.com.br

HostGator – www.hostgator.com.br

UKit - ukit.com

LocaWeb - www.locaweb.com.br
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Lembre-se, apenas criando um site não é garantia de conduzir os clientes
à sua porta. Você também vai precisar de um bom nome de domínio, grande
conteúdo e estratégia de marketing correspondente para atrair tráfego de
qualidade e, em seguida, transformá-los em leads e compradores.
Com o marketing físico, é muito difícil dizer como as pessoas estão
interagindo com sua marca. Com o marketing digital, você pode identificar
tendências e padrões no comportamento das pessoas antes que elas cheguem
ao estágio final da compra, o que significa que você pode tomar decisões mais
bem informadas sobre como atraí-las para o seu site.
Conclusão
Não existem técnicas de Marketing infalíveis, todas estão sujeitas as
minúcias do seu mercado particular. Algumas técnicas vão funcionar melhor com
alguns integradores, outras com outros e por aí vai.
Recomendamos que você use mais a sua criatividade e seu tempo livre
como empreendedor, do que dinheiro. Que poderá ser facilmente desperdiçado
com técnicas e tentativas infrutíferas. Foque sempre no cliente, e peça
feedback das pessoas que convivem com você. Daí sempre surgirão boas
ideias, e irão lhe mostrar que nem sempre as suas ideias são boas mesmo.
168
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169
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6.
Empresarial
Introdução
O foco desta unidade será a pré-operação da sua empresa, vamos dar
algumas dicas importantes que você vai precisar saber antes de abrir um
negócio.
Começar um negócio pode ser emocionante e desafiador. Ele requer toda
a sua atenção e energia. Tudo começa com uma ideia, uma observação de que
há um problema e a crença de que você tem uma nova solução – ou uma solução
melhor.
Faça uma Pesquisa de Mercado
A investigação é crucial. Você poderá aprender muito dedicando apenas
algumas horas no Google e navegando pela Internet. "Faça a sua lição de casa"
e você já começará na frente de muitos dos seus concorrentes. Na verdade, é
um passo necessário para determinar a viabilidade da sua ideia de negócio.
É importante ser honesto consigo mesmo. Pergunte a si mesmo as
questões difíceis e obtenha feedback das pessoas que você acha que são
importantes para você. Pesquise o seu mercado, a sua concorrência, o seu
mercado-alvo ideal e valide a sua principal proposta de valor. Obtenha feedback
rápido e real para economizar tempo, dinheiro e permita que você faça
alterações antes de iniciar de fato.
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Faça um Plano de Negócios
É muito importante que você faça um plano de negócios para testar a sua
ideia no papel, este é um erro comum antes de se abrir o primeiro negócio. O
Plano de Negócios te dá a chance de testar o seu negócio no papel.
Recomendamos que você entre em contato com o SEBRAE da sua região para
uma conversa com um dos seus consultores. Eles têm experiência e podem lhe
auxiliar.
Recomendamos fortemente que você baixe a ferramenta de plano de
negócios desenvolvida pelo Sebrae, no link:
https://www.sebraemg.com.br/atendimento/bibliotecadigital/documento/Softw
are/Software-Plano-de-Negocio-30
Conheça a Tecnologia Fotovoltaica
Você precisa saber quais são os componentes, como é feita a instalação,
qual é o perfil dos seus clientes, para isso volte e estude bem cada módulo
anterior, caso você tenha dúvidas. Pense em quanto você vai investir, se vai
utilizar um transporte seu, o próprio transporte do seu fornecedor. Entre em
contato com eles para saber o que eles te oferecem.
Compreenda o que você faz de diferente em relação a concorrência, uma
vez que se relaciona com o seu público-alvo. O seu preço é competitivo? O seu
serviço é melhor? O que torna o seu produto único?
171
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Faça um Plano de Marketing
Faça uma pesquisa de como os seus concorrentes locais tem feito o
marketing deles, usem as práticas que tem funcionado para eles.
Nesta parte você terá que fazer alguns testes, para descobrir quais as
técnicas que melhor funcionam na sua região. Algumas pessoas têm sucesso
com Marketing Digital, outras com Marketing Físico.
Faça as suas Projeções Financeiras
Não inicie um negócio sem fazer algumas (ou várias) projeções financeiras
antes, tenha certeza que você tem o dinheiro para manter a operação durante
os primeiros meses, que podem não necessariamente resultar em vendas, que
vão depender diretamente do seu esforço.
Eu preciso realmente de Projeções Financeiras? A resposta curta é sim.
Se você planeja levantar fundos, eles precisam ser mais detalhados. Se você
estiver iniciando o negócio sozinho ou com um parceiro, poderá conseguir fazer
um conjunto mais simples de Projeções.
Desenvolva uma Marca
O nome do seu negócio é obviamente muito importante. Considere
também o nome de domínio, teste ele no navegador com .com.br ou .com,
dê uma olhada se esta marca já existe e se está registrada no INPI. Desenvolva
uma logo bonita, pois ela vai ser a sua identidade perante todos que se
relacionarem com sua empresa.
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E claro não subestime o poder do marketing boca-a-boca que vem de um
produto ou serviço excepcional e da marca relevante.
Capitalize o seu Negócio
Quanto você precisa? Quanta equidade você está disposto a vender?
Aqui observamos a importância das projeções financeiras e do plano de
negócios.
Após projetar as possíveis perdas, você vai saber quanto precisará para
manter a sua empresa em operação. É o momento certo? Você tem todos os
fundos de que precisa? Você está disposto a ter sócios? Qual a participação
deles? Qual será a função deles? É importante definir estes pontos e consultar
um advogado.
Gestão Financeira
Imagine como será feita a gestão do seu negócio, você irá utilizar
softwares, você mesmo fará esta gestão, é fundamental organização nesta
etapa.
É vital que você gerencie sua contabilidade corretamente. No entanto, não
é necessário gastar uma fortuna fazendo-a. Você pode combinar um serviço de
folha de pagamento acessível com um contador em tempo parcial, tudo pode
ser combinado entre você e quem for te dar esta assessoria contábil.
Um bom gerenciamento, vai fazer com que você possa gastar mais
tempo com seus clientes ou na área que você for importante para o seu negócio.
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Seguros
Para a maioria das empresas, a cobertura de seguro é uma obrigação para
a sobrevivência. Pergunte-se o que aconteceria se:

Um funcionário se machucar.

Um cliente abre um processo contra você.

Há um incêndio e seu equipamento ou veículo fica danificado.

Alguém se fere por descuido na instalação.

Equipamentos são perdidos durante o transporte.
Pesquise sobre os seguros que você acha que são indispensáveis, eles
podem significar a sobrevivência da sua empresa no futuro. Avalie as primeiras
necessidades, incluindo planos de saúde, que também podem ajudar a arcar
com eventuais acidentes de trabalho.
Local de Trabalho
Invista em um local de trabalho que seja acessível do ponto de vista
financeiro, você realmente precisa de um escritório para começar ou você pode
economizar o dinheiro e trabalhar em casa?
Ao iniciar um negócio é sempre bom ser prático, mas também poupar
dinheiro sempre que possível. Se você decidir obter um espaço de escritório, há
várias coisas a considerar: Móveis, equipamentos de escritório, computadores,
avalie exatamente quais são as suas necessidades.
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Presença Online
Hoje já não é necessário gastar uma fortuna com um programador ou
Web-Designer. É possível construir o seu próprio site sem muito conhecimento
sobre o assunto. Mas é bom que você consulte alguém que tenha facilidade com
a internet.
Lembre-se, apenas criando um site não é garantia de conduzir os clientes
à sua porta. Você também vai precisar de um bom nome de domínio, grande
conteúdo e estratégia de marketing correspondente para atrair tráfego de
qualidade e, em seguida, transformá-los em leads e compradores.
Venda
Sem vendas você não tem um negócio. É a alma do seu negócio e sua
importância não pode ser enfatizada o suficiente. As vendas exigem a confiança
no seu produto ou serviço.
Outra parte importante das vendas bem-sucedidas é se concentrar em
benefícios em vez de recursos. A Apple é famosa por isso. Por exemplo, com o
lançamento do iPod, eles o classificaram como "1.000 músicas em seu bolso" ao
invés de “Ele tem um disco rígido de 5GB".
Fornecedores
Selecione bons fornecedores para o seu negócio, empresas que irão lhe
fornecer os produtos em tempo, sem atrasos e que sejam flexíveis nas formas
de pagamento. Existem alguns fornecedores no mercado, e a SOLIENS oferece
parceria para os integradores que desejarem comprar conosco.
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Estrutura da Empresa
Cheque nosso módulo de instalação para verificar quais serão os EPI’s,
EPC’s, equipamentos e ferramentas que você deverá possuir para instalar o seu
primeiro sistema fotovoltaico.
É possível que você consiga instalar um sistema fotovoltaico com uma
equipe de duas pessoas, como foi montado este sistema de exemplo da
SOLIENS. Mas nós recomendamos que projetos maiores sejam instalados com
equipes de 3 pessoas. Não será necessário uma equipe maior do que está, a não
ser que você feche uma pequena usina FV, ou tenha pressa na entrega do
sistema.
Equipe
É importante saber que existem alguns pré-requisitos para se executar
uma instalação. O profissional deverá ser habilitado no CREA e ser capacitado
ou estar sob supervisão de um profissional habilitado. Seguindo as normas NR10 e NR-35, como explicado no curso.
Como dito anteriormente a equipe técnica poderá ser formada por no
mínimo 2 profissionais, sendo que a equipe ideal para a maioria dos projetos
residenciais é de 3 pessoas. Podendo aumentar esta equipe caso sua demanda
e os seus projetos sejam grandes.
Você poderá ter uma equipe de vendas, caso tenha recursos para tal, para
que você possa se concentrar no que julgar importante, nós da SOLIENS
recomendamos que o empresário se envolva com os clientes sempre que
possível. Poderá ter um vendedor que executa visitas, ou que faz contatos via
telefone, internet, ou que faz todos estes contatos.
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Equipamentos
A lista de equipamentos pode ser encontrada no módulo de instalação. E
o preço da aquisição dos equipamentos vai variar entre R$ 3.000,00 para
equipamentos básicos e R$8.000,00 para equipamentos para uma equipe
grande, incluindo equipamentos de ponta.
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7.
Conclusão
Neste livro vimos os conceitos básicos para se construir uma empresa de
energia fotovoltaica. Na Soliens Academy nos aprofundaremos melhor em
cada um destes conceitos.
Além de fornecermos um fórum para discussão entre todas as turmas de
nossos cursos, temos tópicos que abrangem desde a introdução à novas
tecnologias, constituição da empresa no setor, estratégias avançadas de
marketing, de vendas, instalações de vários tamanhos e dimensionamentos.
No curso Especialista Fotovoltaico da Soliens Academy você terá
acesso a diversos materiais extras, planilhas, tabelas e documentos que irão lhe
ajudar a dimensionar de forma correta um sistema. Você terá acesso a todo um
projeto e poderá se basear nele para fazer os seus.
O grande diferencial do nosso curso é que ele é todo filmado em primeira
pessoa, uma técnica completamente inovadora, que diminui drasticamente a
necessidade de um curso presencial. Como nas imagens abaixo:
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Figura 86 - Instalação do Sistema Fotovoltaico – Fonte: Soliens
Figura 87 - Instalação da String Box – Fonte: Soliens
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Figura 88 - Cabeamento – Fonte: Soliens
Caso você não tenha se inscrito em uma de nossas listas de e-mail,
sugerimos fortemente que você o faça pelo site: www.soliens.com.br. Além
de nos acompanhar no Facebook (fb.com/soliens) para promoções e
informações exclusivas.
Nosso objetivo é disseminar esta tecnologia maravilhosa, e tornar o mundo
um lugar melhor para os nossos filhos e netos. Contem com a nossa ajuda para
caminharmos juntos!
Um Forte Abraço,
Equipe SOLIENS
#futurolimpo
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