Tecnologia nacional permite conexão de painéis solares à rede elétrica

Publicado originalmente em engenhariaearquitetura.com.br, setembro 2010 (sem referência à autoria)

Os sistemas fotovoltaicos se adaptam facilmente à arquitetura e a qualquer tipo de espaço vazio em que haja incidência de luz, como paredes, fachadas e telhados de prédios e residências. O sistema, além de causar menor dano ambiental, permite sua utilização em pequena escala e ainda pode ser instalado próximo ao ponto de consumo, de forma distribuída, minimizando perdas por transmissão e distribuição da geração centralizada. O sistema pode ser facilmente instalado nas cidades e nos grandes centros urbanos, permitindo a produção local de energia elétrica limpa.

Ao produzir parte da energia elétrica que consome, a residência pode reduzir sua dependência do fornecimento de energia convencional, proveniente da concessionária distribuidora de eletricidade, podendo ainda vender o seu excedente de energia para a mesma.

Produto foi testado com êxito durante dois meses no Instituto de Física da Unicamp

No Brasil, o uso de pequenos geradores conectados à rede elétrica de baixa tensão não está regulamentado. No entanto, cientes de que a

regulamentação é questão de tempo, e em sintonia com o que ocorre em países como a Alemanha, Espanha, Estados Unidos e Japão, alguns pesquisadores brasileiros desenvolvem tecnologias que permitam a conexão de painéis solares fotovoltaicos diretamente à rede elétrica. É o caso dos engenheiros Ernesto Ruppert Filho e Marcelo Gradella Villalva, pesquisadores da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) da Unicamp (Universidade Estadual de Campinas). Durante pesquisa de doutorado, eles desenvolveram um conversor eletrônico (também conhecido como inversor) que permite a interligação de fontes alternativas de energia com a rede elétrica convencional. O conversor retira energia dessas fontes e injeta na rede elétrica. A tecnologia do conversor pode ser usada com painéis solares fotovoltaicos e também com outras fontes de energia (por exemplo, geradores eólicos, que usam a energia do vento para produzir eletricidade). Veja a organização de um sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica na figura 1.

O conversor é um elemento essencial em qualquer sistema de geração de eletricidade conectado à rede elétrica. Além de fazer a conexão com a rede, é essencial porque transforma a energia de corrente contínua gerada pelos painéis fotovoltaicos em energia de corrente alternada, que é o tipo de energia usada para alimentar todos os aparelhos eletrodomésticos, máquinas e equipamentos que nós conhecemos.

Figura 1. Organização de um sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica. Divulgação Fusion Engenharia Ltda

A pesquisa que produziu um protótipo de conversor eletrônico foi desenvolvida no Laboratório de Eletrônica de Potência da FEEC. O produto foi testado com êxito durante dois meses no Laboratório de Hidrogênio do Instituto de Física, na Unicamp, numa instalação de painéis solares com capacidade de 7,5 kW. O equipamento será agora industrializado pela Fusion, uma empresa de tecnologia criada para desenvolver a energia solar no Brasil. “O nosso sistema permite a conexão direta dos painéis à rede elétrica, sem utilizar baterias. Toda a energia gerada pelos painéis é injetada na rede elétrica e é consumida pela própria residência ou prédio”, resume Marcelo Villalva. “Considerando uma situação em que o consumo é menor do que a energia gerada, ocorre a exportação de energia para a rede elétrica. Neste caso, a concessionária de energia elétrica recebe energia em vez de fornecer, ou seja, o seu medidor de energia gira no sentido contrário”, acrescenta o pesquisador.

Como no Brasil ainda não é possível vender energia em baixa tensão para a concessionária de energia elétrica, deve-se dimensionar o sistema solar fotovoltaico para que a energia produzida seja menor ou igual à energia consumida. Na prática você compra menos energia da concessionária e usa a energia solar para suprir uma parte do seu consumo”, acrescenta Marcelo Villalva. Outra forma de utilizar a energia solar é nos sistemas com baterias, mas neste caso não existe conexão com a rede elétrica. Para isso é necessário associar um banco de baterias com um inversor ao sistema do painel solar para poder acumular a energia e depois utilizá-la”, afirma Ruppert. Villalva aproveita para dar dicas de instalação: “o ideal é instalar os painéis solares nas coberturas para poder utilizar a melhor inclinação para cada região geográfica, além de permitir orientar os painéis para o Norte, que proporciona o melhor aproveitamento ao longo do dia. A instalação em fachadas reduz o aproveitamento, pois os painéis ficam na posição horizontal e nem sempre podem ser voltados para o Norte.”