No Brasil, a capacidade de produção e geração de energia solar nas usinas fotovoltaicas ultrapassou, apenas no primeiro semestre de 2023, o resultado do ano de 2022, se tornando a segunda maior fonte de energia da matriz energética do país.
Então, já é notável que o crescimento de energias de fontes renováveis estão ganhando mais destaque e terreno para se desenvolver. Uma usina fotovoltaica, por exemplo, funciona em locais abertos, tem um custo acessível e não emite poluentes.
A energia limpa, como a gerada em usinas de energia solar, está sendo reconhecida e procurada, já que ela pode gerar uma economia de até 95% na conta de luz todo mês.
Se quer saber como funciona uma usina fotovoltaica, quais são os componentes necessários e, principalmente, quais suas vantagens e desvantagens; continue a leitura! Vamos explicar tudo a você neste artigo.
O que é uma usina fotovoltaica?
Também conhecida como usina solar fotovoltaica ou apenas usina solar, as usinas fotovoltaicas são locais onde uma quantidade considerável de painéis solares fotovoltaicos são instalados para capturar a luz solar.
Essa energia captada é então invertida através de um equipamento chamado de inversor, onde converte a corrente contínua para a corrente alternada, o tipo usado no dia a dia pelas residências e empresas.
Então, essa energia convertida é injetada na rede elétrica da concessionária local e vai até as empresas e residências.
Parece bem simples, não é? Então, como já compreendeu o que são usinas fotovoltaicas, vamos continuar para você ver os componentes principais desses equipamentos.
Componentes principais das usinas fotovoltaicas
Para saber como funciona uma usina fotovoltaica, precisamos conhecer seus componentes e as usinas fotovoltaicas são compostas por diversos componentes que trabalham juntos para gerar eletricidade a partir da luz solar. Os principais componentes são:
Painéis solares
Os painéis solares são o componente mais conhecido das usinas fotovoltaicas. Eles são responsáveis por converter a luz solar em eletricidade. Os painéis solares são compostos por células fotovoltaicas, feitas de materiais semicondutores, como o silício.
Inversores
Os inversores são responsáveis por converter a corrente contínua (CC) gerada pelos painéis solares em corrente alternada (CA), que é a forma de eletricidade utilizada pelas residências e empresas. Os inversores também controlam a tensão e a frequência da eletricidade gerada pelos painéis solares.
Transformadores
Os transformadores são usados para aumentar a tensão da eletricidade gerada pelos painéis solares, para reduzir as perdas de energia durante o transporte da eletricidade pelas linhas de transmissão.
Linhas de transmissão
As linhas de transmissão são responsáveis por transportar a eletricidade gerada pelas usinas fotovoltaicas até as subestações, onde a eletricidade é distribuída para as residências e empresas.
Subestações
As subestações são responsáveis por receber a eletricidade gerada pelas usinas fotovoltaicas e distribuí-la para as redes elétricas das cidades e regiões próximas.
Sistemas de monitoramento
Os sistemas de monitoramento são usados para monitorar o desempenho dos painéis solares, dos inversores e dos transformadores, para garantir que a usina de energia solar esteja operando de forma eficiente e segura.
Como funciona a usina fotovoltaica?
Uma usina solar fotovoltaica funciona da seguinte forma: os painéis fotovoltaicos captam a luz do sol e convertem-na em energia elétrica. A energia é então convertida de corrente contínua para alternada pelo inversor solar e distribuída para a rede elétrica.
As usinas fotovoltaicas contribuem para a descentralização da produção de energia, permitindo que essa fonte alternativa de energia limpa também possa fornecer eletricidade para as residências.
Isso economiza dinheiro para as concessionárias, que não precisam construir novas redes de transmissão e distribuição, e também melhora a qualidade e estabilidade do fornecimento de eletricidade.
O Brasil está localizado em uma região que favorece a produção de energia solar, pois o clima tropical faz com que o país receba uma alta incidência de raios solares. Como resultado, o Brasil é um dos países líderes no desenvolvimento de energia solar fotovoltaica.
Vantagens da usina fotovoltaica
As usinas fotovoltaicas apresentam diversas vantagens em relação às fontes de energia convencionais. Algumas das principais vantagens são:
Energia limpa e renovável
A energia gerada pelas usinas fotovoltaicas é limpa e renovável, pois não emite gases de efeito estufa ou outros poluentes atmosféricos. Além disso, a energia solar é uma fonte inesgotável de energia, ao contrário dos combustíveis fósseis, que são limitados e altamente poluentes.
Baixo custo operacional
A usina solar fotovoltaica tem um baixo custo operacional, pois não precisa de combustível para gerar eletricidade. Além disso, os painéis solares têm uma vida útil longa, entre 25 a 30 anos, e requerem pouca manutenção.
Redução da dependência de combustíveis fósseis
Da forma como funciona uma usina fotovoltaica, ela ajuda a reduzir a dependência de combustíveis fósseis, que são finitos e poluentes. Isso contribui para a segurança energética e para a redução das emissões de gases de efeito estufa.
Geração distribuída
As usinas fotovoltaicas podem ser instaladas em áreas urbanas e rurais, próximas aos locais de consumo de energia, o que reduz as perdas de energia durante o transporte da eletricidade pelas linhas de transmissão.
Flexibilidade de instalação
As usinas fotovoltaicas podem ser instaladas em diferentes tamanhos e formatos, desde pequenos sistemas residenciais até grandes usinas comerciais e industriais. Isso permite que a energia solar seja utilizada em diferentes tipos de edificações e locais.
Criação de empregos
Outra vantagem que pode ser levada em consideração é a sua capacidade de, como a instalação e manutenção das usinas fotovoltaicas, criar empregos locais, contribuindo para o desenvolvimento econômico das regiões onde são instaladas.
Desvantagens da usina fotovoltaica
As usinas fotovoltaicas apresentam algumas desvantagens em relação às fontes de energia convencionais. Algumas das principais desvantagens são:
Dependência da luz solar
As usinas fotovoltaicas dependem da luz solar para gerar eletricidade, o que significa que a produção de energia pode ser afetada por fatores climáticos, como nuvens, chuva e neve. Além disso, a produção de energia é menor durante a noite e em dias nublados.
Custo inicial elevado
Apesar dos investimentos disponíveis hoje em dia para a geração de energia solar, ainda assim o custo inicial de instalação de uma usina fotovoltaica é elevado, pois envolve a compra dos painéis solares, dos inversores, dos transformadores e dos sistemas de monitoramento. No entanto, o custo tem diminuído ao longo dos anos e a tendência é que continue a diminuir.
Necessidade de espaço
Elas também requerem uma grande área de terreno para a instalação dos painéis solares. Isso pode ser um problema em áreas urbanas densamente povoadas, onde o espaço é limitado.
Impacto ambiental da produção dos painéis solares
A produção dos painéis solares pode ter um impacto ambiental negativo, pois envolve a extração de matérias-primas, como o silício, e o uso de produtos químicos. Contudo, os avanços tecnológicos têm permitido a redução do impacto ambiental da produção dos painéis solares.
Armazenamento de energia
A usina de energia solar não tem capacidade de armazenar energia, o que significa que a eletricidade gerada precisa ser consumida imediatamente ou enviada para a rede elétrica. Isso pode ser um problema em áreas com instabilidade na rede elétrica.
Aplicações e impactos de usinas solares fotovoltaicas
As aplicações e impactos das usinas fotovoltaicas são muitos. Elas podem ser usadas para gerar energia elétrica para residências, empresas e indústrias, além de serem usadas para alimentar sistemas de bombeamento de água, iluminação pública e outros equipamentos.
As usinas fotovoltaicas também podem ser usadas para gerar energia elétrica para a rede elétrica, o que ajuda a reduzir a dependência de combustíveis fósseis e a poluição do ar.
Além de ser uma fonte de energia renovável e limpa, as usinas fotovoltaicas também são uma fonte de energia muito eficiente. Elas podem gerar energia elétrica mesmo em dias nublados e podem ser instaladas em qualquer lugar, desde que haja sol.
A energia solar fotovoltaica é uma tecnologia que está em constante evolução e se tornando cada vez mais acessível. Como resultado, as usinas fotovoltaicas estão se tornando uma opção cada vez mais popular para a geração de energia elétrica.
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