Energia Solar [POC]

Como tinha referido em post anterior,

o Sol da-nos energia grátis, então montei como prova de conceito e para obter informações reais um painel solar no ainda e actual apartamento.

Como diversas pessoas questionaram-me por diferentes canais se é fácil montar uns painéis solares resolvi partilhar mais alguma informação (irei adicionar mais ao longo dos próximos dias, passem por cá futuramente).

...e a resposta é simples : Sim é fácil e compensa montar painéis solares !

(se estiver com “pressa” para o ponto 4 abaixo ;-) )

O custo deste bom investimento desce a cada dia,

e o seu retorno actual é bastante interessante,

além de diminuir ou eliminar a dependência energética exterior e tornar-mos mais ecológicos.

Eis um muito simples conjunto de instruções de como o fazer (ponto 4) além de algumas informações importantes para a escolha dos materiais/soluções.

Irei usar como referência material da loja e site da SolarImpact, mas poderá ser qualquer uma, pois os materiais serão iguais ou similares.

3 Quantidade & monitorização

1 Painel ou painéis solares

1.1   Tipos de painéis (Monocristalinos ou Policristalinos)

2 Orientação & inclinação e local

4 Implementação

4.1   Material

4.2   Instalação

4.3   Esquema de ligações

1.1 Monocristalinos

Uma das maneiras mais simples de distinguir claramente um painel solar monocristalino de um policristalino é que, no policristalino, as células não possuem cantos arredondados e são perfeitamente retangulares.

Vantagens:

• Mono painéis solares tenha a taxa a mais elevada da eficiência (geralmente ao redor 15-20%);
• Módulos monocristalinos são eficientes na relação espaço ocupado vs rendimento;

• Têm uma maior vida útil, a maioria dos fabricantes oferecem uma garantia de 15 a 25 anos;

• Tem melhor eficiência em condições de pouca luz.

Desvantagens:

• Os módulos monocristalinos são os mais caros;
• Se eles estão cobertos com lixo, pó ou neve, todo o sistema é afectado;

Policristalinos

Vantagens:

• Mais barato.
• Menor tolerância térmica do que módulos monocristalinos.

Desvantagens:

• Menos eficientes do que seus homólogos monocristalinos, a sua eficiência é geralmente em torno de 13%-16%.
• Precisam de mais espaço, para produzir o mesmo, quando comparados com módulos monocristalinos.

2 Orientação & Inclinação

Sendo o Sol a nossa fonte de energia é fundamental orientamos os 3 eixos na melhor posição dos painéis para obtermos a melhor rentabilidade dos mesmos,

é essencial conhecer a trajetória solar, o perfil das nossas necessidades e os condicionantes do local;

tudo isso envolve a determinação da orientação e inclinação dos painéis solares em instalações (fixas ou moveis).

A orientação e a inclinação dos painéis fotovoltaicos dependem da latitude em que nos encontramos.

A orientação ideal dos painéis pode ser para o sul ou para o norte e a inclinação ideal dependerá da latitude do local

A inclinação dos painéis solares vai depender da  época do ano, onde quer que os mesmos tenham maior rendimento ou haja maior necessidade.

Tendo em mente que em algumas ocasiões não é possível atingir as condições de inclinação e orientação adequadas, será necessário avaliar, em qualquer caso, as perdas de radiação incidente devido às condições de localização.

O objectivo é atingir a máxima perpendicularidade do painel solar em relação à radiação solar recebida. Desta forma, a energia obtida pelas células fotovoltaicas será optimizada.

Incidência de sombras

Para conseguir a utilização máxima de um sistema de energia solar fotovoltaica, deve ser tomado cuidado do impacto de possíveis sombras sobre os painéis, ambos nas proximidades (objectos que momentaneamente obstruído a luz solar directa) como as sombras distantes (elementos orografia e / ou paisagem que escondem o Sol da área onde a instalação solar está localizada.

O efeito de sombra deve ser avaliada cuidadosamente, quando a determinação da localização dos painéis, como sombras sobre os painéis de produzir uma queda significativa na produção, especialmente se eles ocorrem no meio do dia (insolação máxima).

Local

Por norma, na cidade ou espaço urbano, o telhado é a melhor solução para a escolha de um local de instalação,

havendo eventualmente a necessidade de colocar uma estrutura de modo a direcionar os painéis nas melhores condições;
havendo um espaço mais desafogado ou livre podem ser colocados ao nivel do solo, tambem em estrutura própria.

Para calcular estas 3 condicionantes podera usar o site “SunCalc.net”.

Para calcular o rendimento expectável dos painéis, use esta Calculadora de rendimento.

3 Quantidade & Monitorização
A quantidade de painéis que precisa vai depender do seu objetivo principal :

a) ser auto-suficiente e independente da rede, total (recurso a baterias) ou parcialmente

b) eliminação de consumos constantes diários (tambem designados de “parasitas”)

Para a tomada destas decisões irá sempre precisar de saber qual é o seu perfil de consumos e necessidades energéticas ao longo de vários períodos do dia ao longo de  semanas ou meses.

Para tal deverá medir/monitorizar os seus consumos gerais de energia usada (e depois mais tarde a Produção), terá de recorrer a aparelhos próprios para o efeito,

como por exemplo: Cloogy, MiruBee, WiBee, smappee, efergy, OWL, Circutor, Solar-Log
ou outros similares.

Com base nesses dados recolhidos aquando do seu normal uso de energia, poderá saber a quantidade de energia que precisa e assim determinar a quantidade e tipo/potência dos mesmos.

O caso mais comum e onde me irei focar será o caso “b”, pois é aquele onde o ROI deste investimento é mais vantajoso e eficaz além de ser largamente o mais comum e o colocado por mim em prática,

pois o objectivo é a eliminação dos consumos que são constantes e inevitáveis.

como por exemplo os consumos de :

aparelhos em “standby”

frigoríficos/arcas

router/modem de comunicações por cabo

alguma luz “esquecida acessa”

aparelhos de alarme e/ou monitorização

soluções de aquecimento ambiente/águas como AC ou caldeiras de aquecimento

etc...

que juntos representam uma boa parte da factura mensal de energia eléctrica paga.

Ao período em que conseguimos produzir mais energia do que aquela que consumimos,

é chamado “Auto-Consumo” e este é o ideal que pretendemos atingir com esta solução.

Quando produzimos mais energia do que aquela que necessitamos nesse instante, essa energia é geralmente “oferecida” e injectada na rede eléctrica externa a nossa casa ou seja tal deverá ser “evitado”, sob pena de termos investido mais do que realmente temos necessidade e aumentando o tempo de retorno da solução.

Neste gráfico esquemático, vemos a azul o consumo energético da casa e a amarelo a produção solar.

4 Implementação

A implementação face aos objectivos (caso “b” acima) foi efectuada da seguinte forma e com os seguintes materiais:

Material

Painéis solares [270 W]

165€

Conversor [600 W]
99€ (já contando com o pagamento extra a nossa “querida” alfândega/CTT)

Cabo eléctrico : 2 metros de cabo eléctrico “normal” (2x 2,5 mm2), retirado de cabo de energia de um computador

0€

Conector MC4: 1 macho + 1 femea

2€ cada

Tempo : 1 pessoa & 3 horas

nas calmas, a ler todos os manuais e a corrigir os erros feitos :-)

Instalação

O painel foi neste caso (consideremos que este é um teste para futuras e maiores decisões e aprender sobre o assunto) colocados na varanda de casa, onde é sabido que não é o melhor local, mas o possível neste momento,

pois idealmente a direcção e inclinação seriam algo diferentes.

Neste momento e após a recolha inicial de dados já equaciono a compra de um 2º painel, a acontecer para breve.

1 O painel foi colocado com cuidado na varanda e preso com muitas braçadeiras plásticas de aperto rápido ao longo do mesmo (já se encontra preparado para isso mesmo tambem).

2 Furada a parede, com broca longa de 8mm, do exterior ao interior, para a passagem de 1 cabo eléctrico

3 Feitas as simples ligações eléctricas nas 2 fichas MC4 ao cabo eléctrico no exterior e a respectiva no inversor (descarnar 2 cabos e efectuar com um alicate normal a cravação dos bornes das fichas)

4 Ligar o inversor á rede eléctrica de casa, com a ligação de uma simples e normal ficha eléctrica (incluída c/Inversor) a uma qualquer tomada eléctrica.

5 Feito :-) !

Resultados:

Eis um exemplo de num dia de sol a produção solar de 1 painel de 270W,
atingindo cerca de 150W de pico entre as 14 e as 16h, mesmo não estando na sua ideal colocação

.

Face ao meu perfil de consumo, preciso de mais um painel,

a única alteração que terei de fazer é o ponto 3 acima, de modo a que a fichas MC4 (1 por polaridade (+ & -)) comportem 2 entradas (1 de cada painel).

Foi complicado ?

  ! NÃO !

  O complicado é a mudança de pensamento e atitudes, para a incorporação e aceitação de novas soluções,
a que o ser humano é naturalmente adverso.

Esquema de ligações

1 Painel ou painéis solares

2 Conversor

3 Simples e normal tomada eléctrica de casa