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O que é usina fotovoltaica, principais tipos e como funciona

s usinas fotovoltaicas desempenham um papel relevante no desenvolvimento econômico e na gestão energética de empresas e negócios, inclusive em produções agrícolas. Com a popularização desses sistemas, é interessante que os produtores saibam o que é usina fotovoltaica, como ela funciona e as suas vantagens.

Neste artigo, reunimos as principais informações sobre o assunto, trazendo um panorama que destaca o conceito e aspectos práticos relacionados ao uso de energia limpa. Acompanhe e descubra!

O que é usina fotovoltaica?

A usina fotovoltaica, ou simplesmente usina solar, é uma instalação de energia que transforma a luz do sol em eletricidade por meio do chamado efeito fotovoltaico. Esse efeito é um processo natural que converte a luz solar diretamente em eletricidade.

Em 2023, o Brasil atingiu recordes na expansão de fontes de energia renovável, atingindo 83,79% e tornando-se uma referência internacional. Segundo o Ministério de Minas e Energia, praticamente metade desse incremento veio da produção de energia fotovoltaica:

Do total da capacidade acrescentada em 2023, 89,9% vieram de eólicas (46%) e fotovoltaicas (43,9%). A meta de expansão de geração para o setor elétrico é de 10,3 GW para 2023.

Se pensarmos apenas na geração de energia fotovoltaicas oriunda de grandes parques solares, já existem 18.000 usinas instaladas no país, com capacidade de produção de potência de 10,3 Gigawatts.

Além dos grandes parques solares, pessoas e empresas podem investir na instalação de painéis solares em suas propriedades, já que o custo de implementação é acessível, a energia produzida é sustentável e o retorno financeiro é relativamente rápido.

Como funciona uma usina fotovoltaica?

Para funcionar, a usina fotovoltaica precisa de painéis solares, inversores e uma rede elétrica.

O processo de geração de energia se inicia a partir da incidência da luz solar sobre os painéis solares, compostos por células fotovoltaicas feitas de silício. Essas células absorvem a luz e liberam elétrons, criando uma corrente elétrica.

A corrente elétrica gerada pelos painéis solares é corrente contínua (CC), porém, para ser utilizada na rede elétrica, ela precisa ser convertida em corrente alternada (CA). A conversão é feita por equipamentos chamados inversores.

Gerada a eletricidade pela usina fotovoltaica, ela pode ser injetada na rede elétrica para ser distribuída aos consumidores. Em caso de uso em uma célula particular, ela é injetada diretamente na rede da propriedade.

Algo interessante envolvendo o uso de energia fotovoltaica é que ela pode ser armazenada em baterias para uso posterior. Dessa forma, caso haja falta de energia, poderá suprir as necessidades de produção energética por um determinado período.

Quais as vantagens e desvantagens da usina fotovoltaica?

Há uma série de vantagens de investir na energia solar, começando pelo fato de se tratar de uma fonte de energia limpa e renovável.

Isso significa que a produção de energia não causa a emissão de gases poluentes, responsáveis pelo aquecimento global. Portanto, ela desempenha um papel importante no combate às mudanças climáticas e na proteção do meio ambiente.

Somado a isso, a usina fotovoltaica gera sua própria energia elétrica, o que pode reduzir significativamente a conta de luz. Em alguns casos, a economia pode chegar a 100%.

Ainda, os painéis solares são duráveis e exigem baixa manutenção. Estima-se que a vida útil de um painel solar pode chegar a 25 anos.

É válido destacar também que a usina fotovoltaica tornas as empresas, agricultores e usuários mais independentes, o que pode ser benéfico em caso de falhas de energia e outras emergências.

No entanto, assim como existem vantagens, há também desvantagens que precisam ser consideradas.

A primeira é a necessidade de um investimento inicial mais alto. Em geral, o custo com painéis solares, inversores e instalação é elevado, e o retorno do investimento demora um pouco para acontecer.

Além disso, o usuário precisa ter em mente que a geração de energia depende da disponibilidade de luz solar, o que significa que a produção pode ser menor em dias nublados ou chuvosos.

Para garantir o fornecimento de energia durante a noite ou em dias com pouca luz solar, é necessário investir em baterias, aumentando o custo do sistema.

Quais são os tipos de usina fotovoltaica?

Existem três tipos principais de usinas fotovoltaicas, que se diferenciam pela forma como a energia gerada é usada. A seguir, explicamos cada uma delas!

Usinas fotovoltaicas conectadas à rede — on grid

É o tipo de usina mais comum, que está conectado à rede elétrica convencional. A energia gerada pelos painéis solares é injetada na rede e pode ser utilizada para alimentar a residência, empresas ou indústrias onde a usina está instalada.

O excedente pode ser vendido para a concessionária de energia, gerando créditos que podem ser utilizados como desconto na conta de luz em outros meses. A vantagem desse sistema é o baixo custo inicial, já que não há necessidade de baterias para armazenamento.

Usinas fotovoltaicas isoladas — off grid

Esse tipo de usina é independente, ou seja, não é conectada à rede elétrica convencional. A energia gerada pelos painéis solares é armazenada em baterias para ser utilizada pelo usuário quando necessário, como durante a noite ou em dias nublados.

Nesse caso, o usuário fica independente da rede elétrica e pode armazenar energia em baterias. É uma solução especialmente interessante para locais remotos ou com grande instabilidade na rede elétrica.

Vale salientar que a capacidade de armazenamento de energia é limitada, o que significa que a usina pode não funcionar por longos períodos em caso de pouca insolação.

Usinas fotovoltaicas híbridas

Como o nome sugere, esse tipo de usina combina as características das usinas conectadas à rede e isoladas. Na prática, a energia gerada pelos painéis solares é utilizada para alimentar a residência, empresa ou indústria. O excedente, armazenado em baterias, é vendido para a rede elétrica ou usado posteriormente.

As usinas fotovoltaicas híbridas são alternativas interessantes, já que combinam as vantagens dos modelos citados anteriormente.

É importante saber que a escolha do tipo de usina fotovoltaica depende de alguns fatores, como orçamento disponível, objetivos, local de instalação, perfil de consumo e necessidade (ou não) de independência da rede elétrica.

Como você pode ver, as usinas fotovoltaicas podem ser grandes aliadas dos produtores rurais, especialmente daqueles que desejam investir em tecnologia na agricultura.

A combinação do uso de fontes de energia renovável, ferramentas agrícolas modernas e boas práticas de gestão pode fazer toda a diferença na produtividade e na redução de custos de produção em diferentes negócios.

Gostou de saber o que é usina fotovoltaica e quais as suas características? Aproveite que está aqui e leia mais conteúdos interessantes no blog da Jacto!

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