Diferenças, aplicação e eficiência energética
O aproveitamento do recurso solar, do qual o Brasil dispõe em todo território acontece através da aplicação das tecnologias dos Sistema de Aquecimento Solar (SAS) e dos Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede (SFVCR).
O Sistema de Aquecimento Solar de Água (SAS)
O SAS é uma tecnologia madura no Brasil e possui como principais componentes, o coletor solar e o reservatório térmico.
Fonte: Manual de Capacitação em Projetos de Sistemas de Aquecimento Solar (ABRAVA)
A caixa do coletor solar possui uma cobertura de vidro transparente que permite a passagem de luz que fica retida como calor. A cobertura está separada da placa absorvedora por uma camada de ar. A placa absorvedora é formada por serpentina e aletas, pintadas de preto fosco que são responsáveis por absorver a luz solar e convertê-la em calor.
A luz solar ao ser transformada em calor, gera o conhecido efeito estufa (efeito similar a um carro com os vidros fechados e exposto ao sol), que proporciona o aquecimento da água dentro da serpentina. Os coletores possuem isolamento térmico na parte traseira para reter calor o que contribui para uma maior eficiência. É fundamental que o isolamento térmico seja resistente a temperatura acima de 200°C.
Por ficar exposto ao tempo os coletores solares são fabricados de materiais resistentes, a caixa externa deve ser em perfil de alumínio extrudado e com vidro temperado, o que confere maior resistência mecânica e durabilidade.
A função do reservatório térmico é armazenar e conservar a água aquecida pelos coletores solares, funciona de forma similar a uma garrafa térmica. De dentro para fora, o reservatório térmico é composto de um corpo interno em aço inoxidável, seguido de isolamento térmico de poliuretano. Quanto maior for a espessura do isolamento térmico, maior é a capacidade de conservação de água quente. Em seguida, vem o corpo externo, normalmente em alumínio, que permite a instalação do reservatório térmico em local abrigado ou exposto ao tempo. Além disso, todo sistema de aquecimento solar é dotado de um sistema de aquecimento auxiliar, normalmente resistências elétricas dentro do mesmo.
Os coletores e reservatórios térmicos no Brasil são obrigatoriamente certificados pelo INMETRO e somente produtos CERTIFICADOS podem ser comercializados.
Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede (SCFCR)
Os SFVCR tem sido utilizado de forma intensa no Brasil desde o ano de 2012, quando entrou em vigor a resolução 482 da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Nessa modalidade conectado a rede, a energia gerada e não consumida é injetada na rede da concessionária local e utilizada posteriormente na forma de créditos, com validade de até 05 anos.
Um SFVCR é composto principalmente pelos módulos fotovoltaicos e o inversor solar fotovoltaico. As células fotovoltaicas, por serem finas como fios de cabelo, são sensíveis e para evitar quebras são encapsuladas, preservando seu funcionamento e a produção de energia elétrica, uma vez que os módulos são instalados no telhado e ficam expostos ao tempo.
Os módulos fotovoltaicos também possuem uma cobertura de vidro temperado e transparente, que permite a passagem de luz, mas ao contrário do coletor solar térmico, não se deseja gerar calor, mas sim energia elétrica. O aquecimento do módulo acontece, mas é um efeito indesejável e inevitável, que causa a redução da eficiência das células.
A luz solar, ao incidir nas células fotovoltaicas, é convertida em energia elétrica contínua, como as de baterias de carro, mas não pode ser utilizada diretamente nos equipamentos comuns de uma residência. Portanto, além do módulo tem que haver o inversor solar fotovoltaico, responsável por converter a energia elétrica contínua (CC) em alternada (CA) e injetar na rede elétrica da residência.
No Brasil, somente módulos fotovoltaicos e inversores certificados pelo INMETRO podem ser comercializados.
As duas faces de uma mesma moeda
Ao contrário do que muitos podem pensar, as tecnologias de aquecimento solar e geração fotovoltaica não são concorrentes, mas sim duas faces de uma mesma moeda, a Energia Solar.
Os coletores solares SOLIS da linha Trópicos de 2m², possuem eficiência de 60%, isso significa que de cada 1000 Wh/m², 600 Wh/m² vão para água em forma de calor, os restantes são perdidos. Um coletor solar produz o equivalente a 172 kWh/mês de energia, ou seja, essa é a economia que o coletor poderá gerar no final do mês.
Os módulos fotovoltaicos comerciais têm 2 m² e eficiência média de 17%, ou seja, para cada 1000 Wh/m², apenas 170 Wh/m² são transformados em energia elétrica, os outros 830 Wh/m² são perdidos. A produção mensal de energia dos módulos fotovoltaicos, com potência de 340 Wp, é em média de 42 kWh/mês.
Comparado com um módulo fotovoltaico, de mesma área, um coletor solar térmico irá GERAR 4 VEZES MAIS ENERGIA, ou seja, para gerar a mesma energia que um coletor solar térmico, são necessários 4 módulos fotovoltaicos. Assim, a recomendação é sempre aplicar o conceito de eficiência enérgica para escolher a tecnologia ideal para você.
Um exemplo simples nos ajudará a entender melhor o conceito da eficiência energética e como ele pode ser aplicado à essas duas tecnologias. No Brasil, o chuveiro elétrico pode representar em média 25% da fatura de energia elétrica. Considerando uma residência com consumo médio de energia elétrica de 500 kWh/mês e que deseja reduzir ao máximo seu consumo, teremos 03 cenários possíveis.
Cenário 1 – Instalar um SFVCR para gerar 450 kWh/mês (descontado a taxa mínima de 50 kWh/mês), 95% de economia e mantendo o chuveiro elétrico. Seriam necessários 11 módulos fotovoltaicos que ocupariam 22 m² do telhado da residência. Investimento inicial mais alto, espaço ocupado maior, alta economia na conta de energia elétrica e baixo nível de conforto no banho.
Cenário 2 – Instalar um SAS para gerar 125 kWh/mês, 25% de economia e troca do chuveiro elétrico por uma ducha. Seria necessário 01 coletor solar ocupando 2 m². Investimento inicial mais baixo, espaço ocupado menor, menor economia na conta de energia elétrica e alto nível de conforto no banho.
Cenário 3 – Instalar um SAS para gerar, no mínimo, 125 kWh/mês, seria necessário 01 coletor solar ocupando 2 m² e troca do chuveiro elétrico por uma ducha mais confortável. Para o restante do consumo de energia elétrica, ou seja, 325 kWh, instala-se 8 módulos fotovoltaicos que ocupariam 16 m². Juntos, os 2 sistemas gerariam 95% de economia também. Investimento inicial intermediário, espaço ocupado intermediário, alta economia na conta de energia elétrica e alto nível de conforto no banho.
O Cenário 3 é o de maior eficiência energética porque extrai o que há de melhor do SAS e do SFVCR, sendo essa a solução de maior geração de economia, e maior conforto no banho! Portanto, escolher uma empresa especializada em Sistemas de Aquecimento Solar e Sistemas Fotovoltaicos, é fundamental para que você obtenha o máximo de eficiência com a Energia Solar.
Equipe Solis