Visto que os painéis solares estarão expostos ao tempo por décadas, é importante entendermos as Intempéries da Natureza e qual será o efeito destas no sistema fotovoltaico e sua performance. Vamos entender melhor como o seu sistema fotovoltaico funciona e como podemos aproveitar a energia solar na chuva, sol e demais condições?
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Desde que ingressamos no setor da Energia Solar em 2016 até hoje em dia, tivemos centenas de clientes com a incerteza em relação ao seu sistema fotovoltaico devido a como este ficará exposto às intempéries da natureza. Estas questões variam desde o seu funcionamento em dias nublados e de chuva, dúvidas quanto à segurança com a umidade e até mesmo em relação à resistência deste equipamento.
O que são as Intempéries da Natureza
O termo Intempérie significa, de forma simplificada, o mau tempo, como em chuvas e tempestades. No contexto da Energia Solar, apontamos estas intempéries da natureza como as condições adversas que temos para a geração de energia.
Analisamos as características físicas e mecânicas de cada componente em nossos sistemas fotovoltaicos, indo muito além dos painéis solares com o propósito de aplicarmos nosso padrão de qualidade em cada projeto. Isto é, um sistema pronto para o futuro por meio da eficiência na geração e sua durabilidade.
Quais são as preocupações comuns com a Energia Solar
Temos duas grandes preocupações quando se trata da geração de energia solar, levando em consideração o local de sua instalação e a performance do equipamento sob as condições que este estará exposto devido às intempéries da Natureza.
Primeiramente, devemos nos contextualizar em como funciona a geração de energia solar para reconhecermos as intempéries da natureza como fatores que influenciarão no resultado da geração deste sistema.
Seremos mais breves nesta explicação com o intuito de focar no fator que será mais relevante a esta questão: o efeito da Luz do Sol para a geração de energia. Indicamos que você leia o artigo completo em nosso blog para saber mais.
Como Funciona a Energia Solar
O maior engano que temos sobre a Energia Solar é em relação ao meio pelo qual será gerada a energia elétrica com o Sol. Frequentemente vemos o mal entendido em relação ao papel do Calor do Sol em sua geração, como é o caso dos aquecedores solares.
A geração de Energia Elétrica com a luz do Sol funciona por meio do que chamamos de processo fotovoltaico, uma reação que ocorre dentro dos painéis quando expostos à irradiação do Sol. Isto resulta na corrente elétrica que captamos para o uso em nossas redes.
Intempéries da Natureza e a Energia Solar
Se tem três formas predominantes da fixação dos painéis solares. Em residências e comércios, será mais comum vermos esta fixação em telhados, e, ocasionalmente, em lajes. Contudo, em agronegócios nós frequentemente aplicamos as estruturas de solo, semelhantes as de fazendas solares.
Instalação em um Telhado.
Por baixo do sistema em uma Laje.
Estrutura de Solo no agronegócio.
Embora esses sistemas tenham sua principal diferença no espaço vazio abaixo dos módulos, também vemos várias semelhanças. Sua inclinação e orientação, por exemplo, são fatores em comum para toda instalação. Como resultado, há pouca diferença no impacto que teremos com as intempéries da natureza em cada sistema.
Ventos Fortes
Por consequência de sua área de superfície, os módulos terão uma resistência ao vento que devemos considerar em áreas com o vento forte.
Entretanto também é necessário levarmos em consideração que este vento trará resíduos para o local. O acúmulo de resíduos na superfície dos módulos é um problema comum em sistemas com uma inclinação menor, e um dos motivos que tornam necessária a limpeza periódica destes.
Chuvas e Tempestades
Primeiramente devemos esclarecer que sim, ainda há um vestígio da geração de energia solar na chuva e durante dias nublados. Isto é devido a irradiação reduzida que passa pelas nuvens, o motivo pelo qual teremos uma claridade nestes.
Apesar de se tratar de um sistema elétrico, os módulos, inversores e seu cabeamento tem o devido isolamento para a operação com a água da chuva e, no pior caso, um período curto com estes imersos na água. Semelhantemente optamos por estruturas que evitem a corrosão e desgaste com a umidade, mantendo suas características mecânicas ao longo dos anos.
Podemos ver, inclusive, um benefício com a chuva em nossos painéis solares: a limpeza dos resíduos maiores e mais leves, como parte da poeira e algumas folhagens.
Descargas Atmosféricas
Outra preocupação comum com a energia solar na chuva é se esta atrai raios, e o que acontece se um cair no sistema. Apesar do mal entendido, a energia solar não atrai raios.
Contudo, visto que o sistema está em um local alto, devemos levar em consideração o risco de raios. Dessa forma integramos no sistema a devida proteção e isolamento, minimizando quaisquer danos que possam ocorrer e evitando que estes sejam levados ao restante da rede.
Chuva de Granizo
O medo mais comum com o sistema fotovoltaico está em relação à exposição deste ao impacto do granizo durante estas chuvas. Nós abordamos este cenário em um artigo anteriormente.
Resumindo a discussão anterior sobre este tópico, ressaltamos que um dos principais testes dos módulos simula o impacto direto na superfície, composta pelo vidro temperado e seu encapsulamento que ajudará na absorção do impacto. Além disso, devido à inclinação dos módulos, este será raramente um impacto direto.
Enchentes
Consideramos medidas de segurança para estes casos extremos, embora ainda não tivemos registros destes no Brasil, como sistemas submersos durante uma enchente.
Vamos além do mínimo necessário pelas normas em nossos sistemas, aplicando o desligamento rápido do sistema e a detecção de fugas desta energia, como nos arcos elétricos que também podem resultar em incêndios.
Cobertura pela Neve, Areia ou Poeira
Enquanto vemos no Brasil apenas a cobertura dos painéis solares devido ao acúmulo de poeira, há testes no exterior considerando estas intempéries da natureza, como invernos rígidos e tempestades de areia.
Camadas mais finas de neve não impedem a geração do sistema, onde o acúmulo será reduzido conforme o aquecimento da superfície devido à própria exposição deste ao Sol. Conforme o Departamento de Energia dos EUA, o principal problema destes sistemas não será nem mesmo na falta de geração, mas sim o peso do acúmulo de neve, para qual realizam soluções especializadas.
Vemos análises semelhantes sendo realizadas frequentemente no meio acadêmico em relação à tempestades de areia no norte da África, Oriente Médio e desertos da China. Nestes, também é levado em consideração a erosão destas partículas na face de vidro dos módulos.
Ondas de Calor
Em contraste com a neve, no Brasil temos um fator que costuma ser esquecido para a geração da energia solar. Ao contrário do que se imagina, o calor não é bom para a geração de energia solar. Dessa forma, sob o ponto de vista da temperatura, também devemos levar o excesso de calor como uma das intempéries da natureza, ou mesmo uma consequência do aquecimento global.
O calor resulta na perda de eficiência em equipamentos elétricos, o motivo principal para que se tenha a ventilação em diversos eletrônicos do nosso dia a dia. O mesmo se aplica aos componentes do sistema fotovoltaico.
Levamos em consideração no projeto o fluxo de ar para o resfriamento dos módulos e demais componentes, principalmente em relação ao espaço entre o sistema e o telhado em uma estrutura mais baixa.
O dia ideal para a Energia Solar
Como resultado da análise de todas estas condições, temos como ver facilmente o dia ideal para a geração de energia solar. Um dia ensolarado, mas fresco e com um vento bom. Aquele mesmo dia em que temos vontade de sair no Sol e aproveitar o ar live. Sem as intempéries da natureza.
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