Energia solar fotovoltaica

Energia solar fotovoltaica

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Curso organizado por : ADIV - Associação para o Desenvolvimento e Investigação de Viseu Campus Politécnico 3504-510 VISEU Telefone: 232 480 662 Fax: 232 480 551 e.mail: adiv@adiv.pt

CAPÍTULO 5 –Resposta às Perguntas Frequentes FAQ

1). O que são os módulos foto-voltaicos?

Os módulos foto-voltaicos são dispositivos que convertem a energia luminosa directamente em energia eléctrica (DC). São produzidos a partir de materiais semicondutores, normalmente o Silício e as três principais tecnologias disponíveis são as denominadas: Células de Silício Mono-cristalino (eficiência de 12 a 16%), Células de Silício Poli-cristalino (eficiência de 1 a 14%) e as Células de Silício Amorfo (eficiência de 5 a 8%).

2). Quais são as principais aplicações dos sistemas foto-voltaicos?.

Os sistemas foto-voltaicos têm sido tradicionalmente utilizados para fornecer energia a cargas eléctricas distantes da rede eléctrica convencional, como sejam zonas remotas, sistemas de bombagem e tratamento de água, sistemas de comunicação, sinalização náutica, rodoviária e ferroviária, em sistemas de segurança, iluminação pública, estações de monitorização ambiental, etc. Actualmente, começam a tornar-se comuns os sistemas foto-voltaicos interligados à rede eléctrica. Estes têm a vantagem de não requererem o uso de baterias. 3). Os sistemas foto-voltaicos servem para aquecimento de água?

Sim. Embora seja tecnicamente possível utilizar a energia eléctrica gerada pelos módulos foto-voltaicos para o aquecimento de água, isto não é economicamente viável. Para o aquecimento de água a partir de energia solar são utilizados os colectores solares térmicos. 4). Quais são os componentes dos sistemas foto-voltaicos para a geração autónoma de energia?

Para estes casos são necessários os seguintes equipamentos: a)Painel fotovoltaico - composto por um ou mais módulos foto-voltaicos, que funcionam como geradores de energia eléctrica; b)Banco de baterias - composto por uma ou mais baterias e onde é armazenada de energia eléctrica para uso durante a noite ou em períodos de nebulosidade, quando não há disponibilidade de radiação solar; c)Controlador de carga - dispositivo electrónico que protege as baterias contra sobrecargas ou descargas excessivas; d)Inversor - dispositivo electrónico que converte a energia eléctrica de corrente contínua (DC) para corrente alternada (AC), de forma a permitir a utilização de electrodomésticos convencionais. Alguns sistemas pequenos não empregam inversor e utilizam cargas alimentadas directamente por corrente contínua (DC). e)Cabos e acessórios de conexão 5). Quais são os componentes dos sistemas foto-voltaicos para a ligação à rede eléctrica? Para estes casos são necessários os seguintes equipamentos: a)Painel fotovoltaico - composto por um ou mais módulos foto-voltaicos, que funcionam como geradores de energia eléctrica; b)Inversor para injecção na rede - dispositivo electrónico que converte a energia eléctrica de corrente contínua (DC) para corrente alternada (AC), adequada à injecção directa na rede eléctrica; c)Os sistemas ligados à rede geralmente não necessitam de baterias, funcionando a rede eléctrica como uma "grande bateria". d)Cabos e acessórios de conexão 6). Quais são os componentes dos sistemas foto-voltaicos autónomos para bombeamento de água?

Para estes casos são necessários os seguintes equipamentos: a)Painel fotovoltaico - composto por um ou mais módulos foto-voltaicos, que funcionam como geradores de energia eléctrica; b)Controlador de bomba - dispositivo electrónico que condiciona a energia gerada pelo painel fotovoltaico de forma a ser utilizada pelo motor de forma eficiente; c)Conjunto motor/bomba - pode ser de diversos tipos, e utilizar motores eléctricos DC ou AC (dependente do fabricante); d)Sistema hidráulico - tubagens, reservatório, etc. e)Cabos e acessórios de conexão

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7). Qual é a durabilidade dos sistemas foto-voltaicos e quais as suas necessidades de manutenção?

Os sistemas foto-voltaicos são bastante duráveis. Normalmente têm uma garantia de 20 anos e a sua vida útil é estimada em 30 anos. Os dispositivos electrónicos (inversor, controlador de carga) têm vida útil superior a 10 anos. As baterias têm uma duração mais reduzida, podendo durar até 4 a 5 anos (baterias de excelente qualidade poderão durar 7 anos). As necessidades de manutenção são mínimas. Os módulos foto-voltaicos necessitam de uma limpeza periódica, uma vez que a sujidade diminui a eficiência dos mesmos. Em zonas de pluviosidade regular, a própria chuva encarrega-se da limpeza dos painéis. As baterias que requerem manutenção necessitam de uma reposição periódica de água destilada, em média de 2 vezes por ano. 8). Pode-se utilizar baterias de automóveis em sistemas foto-voltaicos autónomos? Não é recomendável, pois a vida útil destas baterias, neste tipo de aplicação, é estimada em cerca de 2 anos. Recomenda-se a utilização de baterias estacionárias de ciclo profundo, que tem uma vida útil de 4 a 5 anos. 9). Podem-se utilizar electrodomésticos comuns em sistemas foto-voltaicos autónomos? Sim, com recurso a um inversor que converte a energia de DC para AC. Alguns electrodomésticos funcionam directamente com corrente DC. 10). Aumentando a quantidade de baterias há também um aumento da energia disponível no sistema?

Não necessariamente. O que faz com que a energia aumente é o total de Wp a ser gerado. A capacidade de um sistema aumenta de acordo com a quantidade de painéis instalados (potência instalada). Como este crescimento pode ser faseado, pode-se começar com um único painel e ir adicionando outros, a pouco e pouco, até se atingir a necessidade total requerida. 1). Qual a autonomia, em condições de forte nebulosidade, de um sistema fotovoltaico autónomo?

Geralmente quando se dimensiona um sistema Solar Foto-Voltaico tem-se em consideração o consumo diário e garante-se uma autonomia de cerca de 3 a 7 dias. 12). Que incentivos existem há utilização destes sistemas?

No âmbito do Imposto Sobre o Rendimento Singular (IRS) e de acordo com o estabelecido no diploma do Orçamento de Estado de 2005 (Lei 5 -B/2004, de 30 de Dezembro), artigo 85º, são dedutíveis à colecta do IRS, 30% dos encargos com a aquisição de equipamentos novos para a utilização de energias renováveis e de equipamentos para a produção de energia eléctrica e ou térmica, incluindo equipamentos complementares indispensáveis ao seu funcionamento, com o limite de €728. Esta dedução não é acumulável com as deduções relativas a encargos com imóveis. São beneficiários, todas as pessoas singulares, com rendimentos colectáveis não susceptíveis de serem considerados custos de categoria B (rendimentos empresariais e profissionais). No âmbito do Imposto Sobre o Rendimento Colectivo (IRC) e de acordo com o Despacho Regulamentar nº 2/9, de 6 de Outubro, as empresas que invistam em equipamento solar podem amortizar o respectivo investimento no período de 4 anos, visto ser de 25% o valor máximo da taxa de reintegração aplicável Esta medida permite uma redução no IRC anual, acumulável com outros incentivos, que pode ter um impacte substancial na recuperação do investimento. São beneficiários, empresas públicas e privadas, e as demais pessoas colectivas de direito público ou privado. Nota 1: O Decreto Regulamentar nº22/9 de 6 de Outubro altera a taxa de amortização dos equipamentos de energia solar prevista na Tabela I, divisão I, Grupo 3, anexa ao Decreto Regulamentar nº 2/90 de 12 de Dezembro, que passa a ter a seguinte redacção: "Máquinas, aparelho e ferramentas: 2250 - Equipamento de energia solar-25". Nota 2: O Decreto Regulamentar nº 2/90 de 12 de Janeiro, estabelece o regime das reintegrações e amortizações para efeitos do imposto sobre o Rendimento de Pessoas Colectivas - IRC. No que diz respeito ao Imposto de Valor Acrescentado (IVA), de acordo com a Lei nº 109-B/2001, de 27 de Dezembro, o preço de custo do equipamento específico para sistemas solares é agravado com a taxa reduzida de IVA de 12%. Existe ainda o MAPE, a Medida de Apoio ao Aproveitamento do Potencial Energético e Racionalização de Consumos, criada pela portaria nº 198/2001, de 13 de Março e posteriormente alterada pela Portaria nº 383/2002, de 10 de Abril, que concede incentivos para a instalação de sistemas de aquecimento que utilizem colectores solares térmicos ou sistemas híbridos em que a fonte de energia solar é complementada com gás natural ou electricidade, para abastecimento próprio ou a terceiros de água quente. Os incentivos podem atingir 40% das despesas elegíveis (para montantes superiores a 10000 euros, até ao valor máximo de incentivo de 1500000 euros) e têm a forma de subvenção mista, composta por 50% de incentivo reembolsável e 50% de incentivo não reembolsável. O recurso ao MAPE impõe o cumprimento de regras e requisitos específicos estabelecidos na Portaria nº 383/2002. São beneficiários as empresas, as câmaras municipais, as associações empresariais e sindicais, os estabelecimentos de ensino, os estabelecimentos de saúde e acção social e as entidades que desenvolvam actividades de protecção civil, sendo que, no caso dos beneficiários serem entidades públicas, o apoio concedido é na totalidade não reembolsável.

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13). Quais os impactos ambientais da utilização de módulos foto-voltaicos?

Nenhum. Os módulos foto-voltaicos não consomem qualquer tipo de combustível, não geram nenhum tipo de emissão, não têm PA 14). O que é a Micro-Geração?

Micro-Geração é produzir electricidade para vendê-la em pequena escala. Com o novo DL 363/2007 de 2 de Novembro a Micro-Geração tornou-se agora numa alternativa mais interessante. 14). Quem pode ser micro-produtor?

Qualquer entidade que disponha de um contrato de compra de electricidade em baixa tensão. 15). Quais os incentivos ao investimento?

Os equipamentos renováveis estão sujeitos à taxa intermédia de IVA (12%). Por outro lado estes equipamentos são abrangidos por benefícios fiscais, tornando possível deduzir 30%, do investimento, no IRS até ao máximo de 7€. 16). Qual a potência que posso instalar?

De acordo com o art.2º e 3º pode instalar até 5,75KW (instalações do grupo I) e desde que a potência a injectar na RESP não seja superior a 50% da potência contratada para a instalação eléctrica de utilização (consumo). Mas para beneficiar do regime bonificado (tarifas mais altas) só pode instalar até 3,68KW (art.9º) e terá de ter instalado um colector solar térmico com o mínimo de 2 m2 de área de colector (excepto condomínio que em vez do colector solar térmico terão de realizar uma auditoria energética). No entanto, poderá instalar um sistema (até 3,68KW cada) por cada contrato de consumo que detiver. 17). Como posso obter a licença de micro-produção?

Pode aceder ao registo provisório através do SRM (Sistema de Registo de Micro-produção) disponível em http://www.renovaveisnahora.pt. A partir da data do registo provisório tem 120 dias para requerer a inspecção da unidade de micro-produção, pagando por Multibanco uma taxa aplicável para o efeito da realização da vistoria. Se a sua unidade estiver em condições para ser ligada à rede pública, é entregue pelo inspector, no final da inspecção, o relatório de inspecção que, no caso de parecer favorável, substitui o certificado de exploração. Depois da vistoria deve solicitar através do SRM a emissão de certificado de exploração. 18). Qual a diferença entre um painel de energia solar térmica e um painel de energia solar fotovoltaica?

No painel solar térmico, o que se procura é o aquecimento de água para consumo doméstico, enquanto no painel solar fotovoltaico, o objectivo é produzir energia eléctrica, para consumo próprio e/ou venda à rede eléctrica. 19). Quantos anos duram os equipamentos solar fotovoltaico?

Dependendo dos sistemas, um sistema solar tem uma vida útil de cerca de 20 anos, com uma simples mas adequada manutenção. 20). Quantos painéis solares preciso para a minha casa ?

A resposta depende do consumo de electricidade de cada um, do local da instalação, orientação dos painéis, etc. 21). É preciso algum tipo de pré-instalação na minha casa para montar painéis solares eléctricos ?

Uma instalação de electricidade solar é constituída pelos painéis solares e outros acessórios como estruturas de instalação, cablagem diversa, electrónica de controlo e, eventualmente, baterias para acumular energia. Não é necessário nenhuma pré-instalação além da possibilidade de trazer cabos eléctricos do telhado para dentro de casa.

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CAPITULO 6 - INSTRUÇÕES DE MONTAGEM

1) – Regras de instalação de painéis solares Informações Gerais:

A instalação de módulos solares requer o conhecimento de electricidade e dos procedimentos para sua aplicação. A instalação dos sistemas solares fotovoltaicos nos termos da lei é considerada uma instalação de utilização de energia eléctrica de Baixa Tensão e só pode ser efectuada por pessoas com carteira profissional adequada : de electricista de BT e sob a supervisão de um Técnico Responsável inscrito na DGE com carteira adequada à potência da instalação. Os módulos fotovoltaicos produzem electricidade uma vez expostos a qualquer fonte de luz. A voltagem de um módulo simples não é considerada potencialmente perigosa, porém nas conexões em série ou em paralelo de vários módulos, a voltagem e corrente são aditivas e em instalações que requeiram potências acima de 100 Watts o contacto com partes electrificadas pode causar curto-circuito, incêndio, danos aos equipamentos ou choques letais. Numa instalação podem dar-se prejuízos, provocados por falta de preparação do instalador ou por incumprimentos de regras técnicas ou ainda incumprimento das boas práticas aplicadas aos trabalhos com electricidade. O utilizador e/ou instalador assumem qualquer responsabilidade, sem limitações, por prejuízos ou ferimentos que possam ocorrer provenientes da instalação do sistema.

2) – Regras para a instalação de sistemas fotovoltaicos: a) Cuidados gerais:

1. É recomendável que os painéis só sejam desembalados na hora de sua instalação.

Evite a queda o choque mecânico do(s) painéis assim como aplicar pesos ou pressão sobre a superfície de vidro.

2. Os painéis solares geram energia em corrente contínua uma vez expostos à luz. Cubra-os com plástico preto ou o mais opaco possível e mantenha-os cobertos enquanto estiver efectuando a instalação ou manutenção.

3. Utilize sempre equipamento de protecção individual adequado ao manuseio de partes eléctricas: luvas e sapatos de protecção e em certos casos viseira de protecção.

4. Utilize ferramentas com isolamento adequado para pelo menos 1000V. Trabalhe sempre com ferramentas e equipamentos secos.

5. Como há o risco de centelhas, não instale o sistema perto de materiais ou gases inflamáveis.

6. Nunca deixe o painel solar solto ou fixado de forma insegura. Se o painel bater ou cair poderá quebrar o vidro de protecção e sua utilização ficará comprometida. A quebra do vidro não permite a manutenção e o painel deverá ser substituído.

7. Mantenha as baterias e os inversores desconectadas na instalação ou manutenção do sistema.

8. Siga as instruções e recomendações dos equipamentos que compõem o sistema à risca. Não retire as etiquetas com informações das características ou avisos dos produtos. Não pinte ou aplique qualquer adesivo nos painéis solares.

9. Procure as autoridades competentes para saber das recomendações ou restrições para instalação em edifícios, embarcações ou veículos auto-motores. 10.Não utilize painéis solares de características diferentes conectados no mesmo sistema. 1.Cobrir a face do painel completamente para não gerar electricidade enquanto estiver instalando e/ou trabalhando com módulo ou cablagem. A tensão de um só painel não é perigosa mas a tenção de uma fileira “string” pode ter de 200 a 700 Volt (letal para o ser humano); 12.Manuseie o módulo com cuidado. Embora robusto, sua superfície de exposição é protegida por vidro. Não faça furos nas molduras; 13.Não desmontar o módulo ou retirar qualquer peça instalada pelo fabricante; 14.Nunca deixe o módulo sem apoio ou sem estar fixado. Se o módulo cair, o vidro pode quebrar-se inutilizando-o; 15.Não sujeite os painéis a esforços mecânicos de torção nem coloque pesos sobre eles. 16.Todos os módulos conectados em série ou em paralelo devem ser iguais.

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17.Nas ligações em paralelo nunca inverter polaridade, ligar sempre positivo com positivo e negativo com negativo. 18.Nas ligações em série ligar sempre o negativo de um painel ao positivo do seguinte nunca inverter a polaridade pois além de reduzir a tensão da fileira pode danificar o painel. 19.Quando os módulos são ligados em série, as “voltagens” são somadas; quando ligados em paralelo, as “amperagens” são somadas; Consequentemente, um sistema constituído de vários painéis fotovoltaicos pode produzir “voltagens” ou “amperagens” muito altas.

20.Em cada módulo existem terminais protegidos contra o tempo, um sendo positivo e o outro negativo. Normalmente são munidos de uma pequena extensão cerca de 1 m dotada de uma ficha estanque com conformação diferente para cada polaridade. No entanto às vezes os terminais estão dentro de uma caixa estanque. Em cada terminal há um local para fixação de dois fios, que pode aceitar secções do cabo de 2,5 a 8 mm2. 21.Não lubrificar o cabo com óleo mineral, com desencrustantes como o “Penetrating da

Mobil” “Bala” ou “WD5” pois danificam a cobertura do cabo. Inserir o cabo descarnado no orifício que tem a espuma protectora em baixo do parafuso de conexão do terminal, apertar o parafuso utilizando uma chave de fenda. 2.No caso dos painéis terem caixa de terminais, terminada a ligação basta fechar a caixa protectora que já é especialmente vedada. Se os painéis têm terminais com pontas de cabo e fichas estanques garantir que as conexões estão perfeitamente ajustadas e os cabos fixos com abraçadeiras de fivela de forma a que não fiquem soltos ao vento pois o esforço do vento sobre o cabo poderia desligar as fichas. 23.Cuidado Especial – Nunca provocar curto-circuitos nem ligações de polaridade invertida nos painéis. Os curto-circuitos e a inversão de polaridade inutilizam o módulo e deixam marcas que implicam a perda total da garantia. b)Os painéis devem ser fixados em locais que tenham total exposição à luz solar durante todo o período diurno. Quando se instalam painéis em fileiras separadas há que tomar cuidado especial por causa de evitar a sombra de uma fileira na outra. Em geral a separação entre fileiras à latitude portuguesa deve ser pelo menos 1,5 m. c)A fixação deve ser feita em suportes ou perfis metálicos homologados e fortemente fixados para receber ventos e tempestades. A área de 20 painéis fotovoltaicos com a inclinação de 40º exposta a ventos de 150 Km/h (ventos tempestuosos) sofre uma força combinada de elevação + arrasto de cerca de 5 toneladas. Os painéis são fornecidos com a furação adequada para sua fixação. Não faça novos furos para não enfraquecer a estrutura ou permitir a oxidação. A garantia também não cobre painéis adulterados. d)Nas instalações fixas a face de exposição dos painéis deve estar voltada para o Sul geográfico, com uma inclinação em relação à horizontal dependente da latitude da instalação. Não é recomendável inclinações abaixo de 15º para não permitir a acumulação de sujidade.

continental a cerca de 41º em médiaA precisão não é rigorosa, portanto pode ser ajustado por

e)O cálculo de inclinação é: Inclinação dos painéis = Latitude +-(Latitude/3) por isso em Portugal a inclinação dos painéis deve ficar entre a latitude do lugar +15º e -15º, ou seja em Portugal aproximação. f)É obrigatório a ligação à terra da estrutura metálica de suporte e dos próprios painéis, assim como de outras partes metálicas da estrutura do edifício onde está montado o sistema. Para essa ligação pode usar-se cabo de cobre de secção 35-95 mm2 ou fita de aço cobreado que interligará e percintará todo o edifício tal como se faz na protecção contra descargas atmosféricas. g)Quando os painéis são montados em telhados inclinados com a inclinação adequada à latitude ou seja sem estruturas de elevação dos painéis é recomendado deixar um espaço entre a superfície de fixação e o painel para permitir de circulação do ar. A ventilação é importante para manter baixas as temperaturas dos painéis e evitar a condensação de humidade na parte traseira dos mesmos. h)Os painéis podem ser interligados em série ou paralelo, obedecendo à Lei de Ohm, ou seja, quando interligados dois ou mais unidades em paralelo (pólo positivo com pólo positivo e negativo com negativo) a tensão não se altera, mas a corrente é somada. Quando interligados em série (une-se o pólo positivo de um painel ao pólo negativo do outro e toma-se o pólo negativo de um e o pólo positivo do outro para a saída) a tensão final é igual à de um painel multiplicada pelo número de painéis e a corrente permanece inalterada.

i)Quando ligados em série, todos os painéis devem ter a mesma característica e tipo. Quando ligados em paralelo, esta regra não é rigorosa, porém é recomendável a instalação de díodos para protecção e equalização das cargas.

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