Tipos de sistemas fotovoltaicos

Os sistemas fotovoltaicos são divididos em quatro tipos:

On grid: conectado à rede;

Off grid: isolados da rede, independente;

Híbrido: junção de armazenamento com baterias e a rede elétrica;

Zero grid: independente de armazenamento, a energia gerada é consumida simultaneamente.

Os quatro tipos de sistemas geram energia de uma forma semelhante: módulos fotovoltaicos (mais conhecidos como placa solares) são instalados, geralmente no telhado do local e captam a luz do sol, que se transforma em corrente elétrica. A corrente alternada gerada a partir dos módulos é convertida em corrente contínua por um equipamento chamado inversor. Assim, a energia gerada nos módulos, torna-se apta a ser utilizada nos locais.

A diferença é que o sistema on grid é conectado à rede, utilizando energia da distribuidora durante a noite ou em dias de pouco sol e acumulando créditos energéticos com a energia excedente gerada durante o dia; o sistema off grid não é conectado à rede e faz uso de baterias para acumular a energia excedente e usá-la quando não é possível produzir; o sistema híbrido é a união dos dois: um sistema conectado à rede que possui baterias;

já o sistema zero grid é independente de armazenamento, a energia gerada é consumida simultaneamente, ou seja, durante o dia.

Cada um possui vantagens e desvantagens, o que varia é a necessidade de cada um. O mais comum é o sistema on grid, que costuma ser mais vantajoso e econômico, mas em lugares afastados da cidade, onde a rede elétrica não chega, sistemas off grid são recomendados.

Ainda em áreas rurais também é interessante o uso do sistema híbrido, pois nessas regiões a rede elétrica é instável e oscila com frequência, então no período sem energia da concessionária, as baterias armazenam a energia que está sendo gerada pelas placas, e também entrega o necessário para o consumo do momento.

O sistema zero grid também se torna uma opção interessante para produção rural ou para indústrias, onde o consumo se concentra no período diurno, evitando multas, impostos ou tarifas da concessionária de energia.

E como funciona cada um desses sistemas?

Sistema fotovoltaico on grid (conectado à rede elétrica)

No sistema on grid, sua usina é ligada à rede da concessionária, que abastece sua casa durante a noite ou em momentos em que não há sol. A energia gerada que não é consumida, é injetada na rede de distribuição e convertida em créditos de energia, que são guardados em sua titularidade e abatidos posteriormente, quando necessário.

O sistema de compensação de energia elétrica, que possibilita os créditos energéticos, foi criado em 2012 pela Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) na Resolução Normativa n.º 482 – essa resolução foi o que deu início à geração distribuída no Brasil.

Ela permitiu que os consumidores pudessem fazer trocas da energia gerada com a da rede.

Em 2015, foi criada a Resolução Normativa n.º 687, que atualizou as regras e criou novas modalidades de geração.

Equipamentos que compõem o sistema on grid:

Módulo fotovoltaico;

Inversor ou microinversor;

String box;

Materiais elétricos;

Cabos e conectores;

Estruturas de fixação.

O custo desse tipo de instalação é bem menor em relação às outras opções. Isso se dá em especial por não haver o uso de baterias, que possuem um valor bem mais elevado.

O valor na conta de luz pode ser reduzido em até 95%. O consumidor também fica imune da inflação energética, que aumenta a cada ano.

O sistema também necessita de pouquíssima manutenção durante o seu tempo de vida útil, que é de no mínimo 25 anos. O retorno sobre o investimento fica entre 2 e 5 anos, ou seja, o custo é muito bem compensado.

Sistema fotovoltaico off grid (independente/ isolado da rede elétrica)

O sistema fotovoltaico off grid não é conectado à rede elétrica. É utilizado baterias para armazenar o excedente de energia gerado pelas placas solares, para que possa ser consumido durante a noite ou em momentos de baixa irradiação solar.

Esse tipo de sistema é muito utilizado em lugares remotos. É indispensável que haja um dimensionados muito bem feito, calculando exatamente o consumo do aparelho (carga), levando em consideração os índices de radiação solar do local específico.

Para que um sistema solar off grid funcione adequadamente, é preciso que ele possua todos os equipamentos utilizados nos sistemas on grid, mais o banco de baterias e o controlador de carga.

Equipamentos que compõem o sistema off grid:

Módulo fotovoltaico;

Inversor;

String box;

Materiais elétricos;

Cabos e conectores;

Estruturas de fixação;

Baterias;

Controlador de carga.

A grande vantagem do sistema off grid é que ele pode ser instalado em lugares remotos, onde não existe a possibilidade de receber energia da rede elétrica.

Em zonas urbanas, esses sistemas podem trazer uma total independência em relação à rede elétrica, sem relógio medidor e sem contas de luz.

Além disso, como são capazes de armazenar energia e não dependem da rede elétrica, os sistemas off grid não sofrem interrupções nos casos de problemas com o fornecimento da energia da distribuidora.

Porém, a desvantagem do sistema off grid é o custo do sistema. Ele tem um custo bem superior á sistemas on grid, por conta do preço das baterias.

Além disso, não há um custo-benefício tão expressivo nos sistemas off grid, já que eles têm uma menor eficiência energética e acabam causando mais impactos ao meio ambiente por causa das baterias.

O sistema off grid é recomendado somente em casos onde realmente não há possibilidade de rede elétrica.

Por isso, se há possibilidade de ser conectado á rede elétrica, é recomendado o sistema on grid convencional.

Sistema fotovoltaico híbrido (junção dos sistemas on grid/off grid)

O sistema de energia solar híbrido é uma mistura de sistemas isolados com sistemas conectados à rede elétrica. Isso significa que o sistema é conectado à rede elétrica ao mesmo tempo que faz uso de baterias para armazenar parte da energia excedente. 

Com ele, o risco de ficar sem energia é menor e por isso é indicado para locais que não podem ficar sem energia, como hospitais.

Portanto os sistemas híbridos são mais caros que os tradicionais on grid, já que necessitam de baterias, um inversor fotovoltaico híbrido (que trabalha nas duas configurações, on e off) e outros equipamentos que o compõem.

A principal vantagem é que o sistema fotovoltaico híbrido armazena energia nas baterias para ser usada à noite, o que faz com que a conta de energia elétrica possa ser reduzida ainda mais, visto que ele usa energia armazenada no período que mais consumiria da distribuidora.

Outra vantagem é que, mesmo que haja uma queda de energia na rede, quem possui baterias em seu sistema de energia solar continuará funcionando.

Equipamentos que compõem o sistema híbrido:

Módulo fotovoltaico;

Inversor híbrido;

String box;

Materiais elétricos;

Cabos e conectores;

Estruturas de fixação;

Baterias;

Controlador de carga.

Sistema fotovoltaico zero grid (independente de armazenamento)

O sistema zero grid é independente de armazenamento, a energia gerada pelas placas é consumida simultaneamente, ou seja, durante o dia.

É uma solução para situações específicas, como locais onde não é possível ou permitido a exportação de energia para a rede elétrica, seja por restrições técnicas ou regulatórias.

Ou seja, mesmo que seja produzido um excedente, não há injeção de energia na rede de distribuição.

Em vez disso, toda a energia pode ser direcionada para um quadro de distribuição determinado, por exemplo, para alimentar todo o sistema de ar-condicionado do local, ou para qualquer atividades necessária.

O objetivo do grid zero é abastecer e atender o autoconsumo do momento. 

No sistema zero grid se faz uso de um equipamento que é um Gerenciador de potência exportada. Com esse equipamento você pode escolher a quantidade de energia, até mesmo zero, que será enviada para a concessionaria ou para algum quadro de distribuição específico, podendo limitar a quantidade de energia que vai ser enviada.

Além das características convencionais do sistema zero grid, esse equipamento também atua fazendo a correção de reativos, o que pode reduzir significativamente multas, para grandes indústrias que possuem demanda contratada.

O custo desse sistema pode ser mais alto, comparado ao on grid, mas é um investimento que se paga á curto prazo, já que a energia gerada não terá taxas ou impostos.

Equipamentos que compõem o sistema zero grid:

Módulo fotovoltaico;

Inversor;

String box;

Materiais elétricos;

Cabos e conectores;

Estruturas de fixação;

Gerenciador de potência exportada.

Todos os sistemas possuem suas vantagens e desvantagens. Por isso, a melhor forma de garantir o projeto ideal é com uma empresa especializada em energia solar.

Aqui na Rodrigues Solar trabalhamos com projetos personalizados, visando o melhor custo benefício para nossos clientes, garantindo economia e sustentabilidade.

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Autora: Luana Oliveira

Fonte para pesquisa: Portal Solar.