Entenda o Sol para Maximizar a Geração do Sistema Fotovoltaico

 

Quando se trata de energia solar fotovoltaica tudo começa com o Sol. O entendimento básico sobre a relação entre o Sol e a Terra é importante para extrair do sistema fotovoltaico o máximo de energia para o qual ele foi dimensionado. Neste artigo darei dicas e noções básicas sobre a fonte solar para se entender melhor como usar essa importante fonte renovável para geração de eletricidade.

Como ponto de partida é necessário entender como os raios solares atingem a superfície da Terra e o que podemos fazer para maximizar a geração de energia pelos módulos solares.

Sabemos que a Sol descreve uma trajetória aparente, nascendo ao Leste e se pondo a Oeste. Intuitivamente sabemos também que a geração de energia será proporcional à exposição de luz solar. Contudo, não basta haver luz. Os raios solares devem incidir o mais perpendicular possível aos módulos solares, o tempo todo. Mas, o ângulo de incidência dos raios solares sobre a superfície terrestre varia conforme o dia do ano, a hora do dia e a localização geográfica.

 

O Efeito do Dia do Ano e da Hora do Dia

O dia do ano e a hora do dia são variáveis com efeito sobre a trajetória aparente do Sol. Os movimentos de translação da Terra em torno do Sol e da rotação da Terra sobre o seu próprio eixo resultam na trajetória do Sol que nasce baixo ao Leste e gradualmente se ergue em direção ao Norte1, atingindo sua maior elevação, quando gradualmente começa a descer para se pôr a Oeste.  A cada novo dia a trajetória aparente do Sol é minimamente diferente a do dia anterior. Assim, a quantidade de energia gerada pelo sistema é diferente a cada dia e a cada hora. Portanto, no inverno é esperado que menos energia seja gerada, assim como no início da manhã ou fim da tarde de cada dia ao longo do ano.

 

O Efeito da Localização Geográfica

Como vimos, o ângulo de incidência dos raios solares tem efeito direto na geração fotovoltaica. A localização geográfica (e onde os módulos solares estão instalados) é a nossa posição sobre a superfície terrestre. A nossa posição angular em relação ao eixo Norte-Sul é conhecida como latitude e quanto maior a latitude, maior o ângulo de incidência.

O ideal é fazer com que os módulos solares sempre acompanhem a trajetória do Sol para que os raios solares atinjam os módulos perpendicularmente. Isso parece bem simples, mas o ângulo de incidência dos raios solares varia a cada instante e, na prática, os módulos são instalados em posição fixa em telhados ou lajes.

Muitos projetistas convencionam, então, que a inclinação dos módulos deve ser igual à latitude local com orientação Norte2.

Agora, um exercício prático. Imagine que se deseja instalar um sistema fotovoltaico na cidade de Alfenas, em Minas Gerais. Lá, a latitude é 21,4° Sul, ou seja, os módulos solares devem ser inclinados em 21° e orientados para o Norte.

Caso não seja possível inclinar e orientar os módulos adequadamente não há problema. O sistema funcionará mesmo assim, apenas gerando menos energia.

Então, resumidamente:

  • A inclinação e orientação dos módulos solares afetam diretamente a geração de energia.
  • Para sistemas fixos a inclinação deve ser igual à latitude, preferencialmente.
  • Qualquer orientação, de Leste a Oeste, pode ser utilizada. Orientação Norte maximiza a geração e Sul minimiza.

Portanto, antes de comprar um sistema fotovoltaico verifique se é possível instalá-lo adequadamente. Solicite apoio de um técnico ou engenheiro e evite surpresas.

 

1 para localidades no hemisfério Sul, o Sol atinge maior elevação (meio-dia solar) voltado para o Norte.

2 para localidades no hemisfério Sul.

 

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Sobre o autor | Igor Cordeiro é consultor e instrutor de energias renováveis na Inergial Energia Ltda.