Energia fotovoltaica

Todos os dias o sol nasce no leste e se põe no oeste.
Porque não aproveitar esta energia, que esta quase todos os dias presente em nossas casas?
Pensando nisso eu resolvi pesquisar sobre geração solar.
Onde eu moro, os geradores eólicos não funcionariam muito bem pois quase não temos vento. Mas o sol esta presente quase todos os dias do ano.

Na minha opinião existem alguns pontos que são contra a utilização da energia solar:
1 - No Brasil os painéis solares ainda estão custando muito caro, cerca de R$1400,00 para um painel de 85W. O que deixa muito caro o investimento, obtendo retorno somente após uns 15 anos de uso.
2 - Não é tão fácil fazer uma rede separado, para ser alimentada somente pela energia solar. E se a energia das baterias acabar?
3 - As baterias precisam ser trocadas a cada 5 anos pois não duram para sempre.
4 - O Brasil não oferece nenhum incentivo fiscal e as concessionárias não pagam nenhum centavo a mais pela energia vendida a elas.

Isto está para mudar, já existe um documento que está para ser aprovado no senado onde a partir de 2011 as concessionárias vão ser obrigadas a comprar uma quantidade de energia renovável e pagar a mais por ela.

O meu maior problema aqui seria o de fazer uma rede separado somente para utilizar a energia dos painéis solares. Então eu encontrei os inversores Grid-Tie.
Inversores são os aparelhos que convertem os 12V ou 24V DC para a tensão da rede, 110 ou 220V 60hertz.
Os grid tie são inversores que vão conectados na própria rede da casa e sincronizam com a fase e freqüência da concessionária. Dessa maneira não precisamos mais fazer uma rede em paralelo, podemos utilizar a mesma rede da casa.
Mas somente os grid tie podem ser ligados dessa maneira. Um inversor comum ligado diretamente na tomada só vai resultar em fumaça.

O problema das baterias vai ser resolvido da seguinte maneira:
Caso nosso inversor forneça 250W e estamos utilizando 1000W, a nossa rede vai utilizar somente 750W da concessionária, pois 250W irão vir dos painéis solares.
Caso não estejamos utilizando os 250W vindo do inversor, o nosso contador(caso seja analógico) irá girar ao contrário vendendo energia a concessionária. Energia esta que poderá ser comprada de volta, de graça, a noite quando estamos em casa.

O outro problema seria o preço dos painéis. Então eu resolvi fazer os meus próprios painéis.
Encomendei algumas células solares dos Estados Unidos e vou montá-los.
Cada célula possuí 0,5V e 1,7W. Sendo assim, vou montar painéis com 50 células solares para resultar em 25V/85W.

O inversor também importei dos Estados Unidos, é do tipo Grid-Tie e possuí 250W de potência. Ele trabalha entre 14~28V e o maior rendimento dele é com 25V de alimentação, por isso vou montar os painéis com 25V.

A idéia inicial é montar 3 painéis solares, totalizando 255W e utilizar um inversor grid-tie. Gerando uma energia de aprox. 1320Wh por dia(calculada considerando 220W injetados na rede durante 6 horas), 40Kwh por mês e 480Kwh por ano.

Após a instalação desta etapa, vou analisar o custo final e ver se vale a pena instalar uma potência maior. Eu gostaria de instalar cerca de 1000W ainda este verão.
Seriam 3 conjuntos, com 3 painéis cada e um inversor cada.
Considerando 6 horas por dia e um rendimento de 86%, teremos 880W injetados na rede.
5.2Khw/dia, 158,4Kwh/mês e 1,927Mwh/ano.
Considerando uma tarifa de R$0,35Kwh mais 30% de impostos teremos R$0,455Khw.
Com 1000w instalados, 6 horas por dia e rendimento de 86% teremos um retorno de R$72,00 por mês e R$876,87 por ano.
A princípio estou calculando um investimento de R$1300,00 para cada 250W instalados.
Espero que se mantenha nesta base.
Também comprei alguns equipamentos de medição como voltímetro, amperímetro e wattímetro. Com o wattímetro vou conseguir medir a real potência que está sendo injetada na rede, por hora, dia, mês e total. Assim vou saber quando estou tendo de retorno com os painéis.

Eu devo receber as células semana que vem.
Conforme eu for montando e instalando os painéis vou atualizar este post.
Cada vez que eu atualizar trocarei a data no título do tópico.
Espero que os amigos gostem do assunto.

Abraço!

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Olá!
Acabei de voltar de férias nesta sexta-feira e venho aqui para atualizar o post com a situação que está o projeto.

O que comprei para este projeto foi:

170 células solares de 0,5V/1,7W, no qual vou utilizar 150 somente, para montar 3 painéis de 25V/85W.
1 inversor grid tie de 250W para conectar os painéis a rede elétrica.
1 chapa de compensado naval de 2,5x1m para colocar os 3 painéis montar as laterais e fechar com vidro.



No começo foi um pouco difícil de soldar as placas, mas logo se pega prática. Cada painel vai ter 50 células, 5 colunas de 10 células. Eu medi o tempo que levo para soldar cada 10 células e foi de 30min, com toda calma e cuidado.

Quando terminei de soldar as primeiras 10 células já fui testá-las e obtive 5,1V e 4,1A em curto. Eu medi a tensão e corrente com um multímetro e acho que a tensão que eu medi não é a de circuito aberto, pois quando eu coloco um multímetro para fazer a medição ele tem um circuito interno para fazer essa medição, então eu imagino que essa tensão seja a nominal das células.


4 Colunas já prontas(10 células cada).


Próximas 40 células a serem soldadas.


Inversor Grid tie de 250W.


Estrutura de madeira já montada.

Apesar do compensado naval ser resistente a água, eu resolvi passar uma mão de tinta nele.


Hoje eu finalizei 9 colunas, do total de 15. Só não fiz mais pois acabou as células, tenho uma encomenda com 80 células que ainda está nos correios e agora com o feriado de carnaval só irá atrasar mais ainda. Então acho que vai demorar ainda para eu terminar por completo o painel.
O vidro acho que vou colocar em 3 partes, e as células vou fixar com silicone.

Espero que gostem do que tenham visto até agora.
Amanhã já vou colocar 5 colunas no painel e testá-los com o inversor.

Abraços!

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Até agora não consegui sol para testar o que o painel vai me fornecer de energia.
Hoje testei o inversor somente.
Peguei duas baterias de 12V, com aproximadamente 13.4V cada uma delas, liguei elas em série e liguei no inversor. Quando liguei no inversor a tensão caiu para algo em torno de 24.5V
Eu achava que o inversor iria fornecer em torno de 200W para rede, já que é sua potência nominal.
Mas logo que liguei ele foi subindo até 235W na rede e eu já achei ótimo.
Depois de uns 3min. ele acionou o cooler de refrigeração e começou a mandar 250W para a rede e lá continuou.
Eu não quis deixar muito tempo ligado para não esvaziar as baterias, mas deixei ele funcionando por uns 20min. e ele estava sempre com os 250W.
Esta potência me surpreendeu, eu não esperava tanto assim dele.

O problema é que eu não tinha como medir qual a corrente que estava vindo das baterias, pois meu multímetro é só até 10A, e o novo que comprei ainda não chegou.
Quando ele chegar vou medir para ver quanto é necessário de painéis para conseguir 250W para a rede.





Abraços!

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Olá!
No dia 18/02 chegou o meu multímetro que mede corrente DC.
Liguei o inversor nas baterias para medir a corrente que ele consome para produzir 250W e obtive os seguintes resultados:
Para produzir 235W o inversor consome 293W.
Para produzir 250W o inversor consome 315W.
Ou seja, um rendimento de 80%, baixo, mas ótimo pelo preço que paguei no inversor.
Como a potência nominal dele é 200W eu acredito que o rendimento seja maior nesta faixa.

Testei também o meu primeiro painel de 85W que já esta pronto.
O que percebi é que quando o inversor está funcionando a tensão varia demais, entre 14~20V e a corrente varia junto com ela.
A melhor situação que obtive foi de 63W entregues a rede elétrica, considerando o rendimento de 80% do inversor seria o mesmo que o painel estivesse produzindo 78,75W. Está ótimo este valor, pois eu não estava acreditando muito nos 85W prometidos pelo vendedor.
A situação mais normal que ocorre é entre 56~60W entregues a rede elétrica, e medindo a tensão e corrente li 4,1A e 16V ou seja, 65.6W. Nesta situação o rendimento do inversor é um pouco maior que 85%.

Eu estou pensando em utilizar duas baterias pequenas como estas de alarme(12V/7Ah) somente para estabilizar a tensão. Pois ela flutua demais quando o inversor está trabalhando. Talvez isto seja falta de potência pois eu estava com apenas 1 painel.

Outra coisa que ocorre é que a tensão cai dos 25V para 22V quando conecto o inversor ao painel. Eu decidi aumentar a capacidade dos painéis com o que sobrar de células. Pelos meus cálculos vai sobrar umas 20 células.
Com isso eu vou poder colocar umas 6 células a mais em cada painel e ter 28V ao invés de 15V.

Claro que eu vou utilizar um controlador de carga se usar baterias, e como o corte de máxima dele é com 28V e a tensão máxima do inversor também é 28V, creio que irá dar certo.

Mas a utilização de baterias só vai ocorrer se eu tiver muita flutuação na potência com todos os painéis em funcionamento e as células extras.

Abraços!

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Os painéis já estão em funcionamento desde o dia 01/03.
Fiz apenas uma modificação. Montei mais um painel com o que estava sobrando de células e coloquei em série com os 3 já prontos.
No total agora são 3 painéis de 55 células.
Após colocar o vidro, nunca consegui mais que 45W nos painéis. Eu não imaginava que eles iriam perder tanta potência assim.
Tive problema de condensação dentro dos painéis. Resolvi isso abrindo buracos maiores embaixo, e colocando um cooler na parte de cima deles.
A coisa mais estranha que eu notei foi que após colocar os 3 painéis juntos, onde cada fornecia 45W individualmente, eu consegui apenas 107W entregues a rede elétrica.
Após colocar as células extras consegui 127W.
Desde segunda, até ontem a noite já consegui 5.2Kwh.
Eu só pude acompanhar de perto no primeiro dia, segunda-feira. Foi aí que vi a potência máxima, de 127W. E consegui naquele dia 860W no total.
Bom, gostaria de deixar uma dica para o pessoal, não comprem células Grade B. Comprem células novas, que irão fornecer o que promete.
Eu fiz o projeto pensando que conseguiria no mínimo 200W, mas consegui 107W.
Os meus próximos painéis vão ser com células novas.

Espero que tenham gostado.
Quando tiver uma oportunidade de ir para casa novamente, posto fotos deles instalados.

Abraços!