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Como instalar sistemas de energia fotovoltaica em residências?

É importante calcular o ângulo de direcionamento das peças para que recebam luz solar direta, verificar a posição em relação ao sol nascente e poente, e checar a carga suportada pela laje

Publicado em: 18/10/2017Atualizado em: 06/02/2018

Texto: Redação AECweb/e-Construmarket

Ter instalado um sistema fotovoltaico na residência proporciona ao morador economia de energia, tanto no que diz respeito ao bolso – pois a conta de luz ficará mais barata – quanto no que diz respeito à sustentabilidade. A tecnologia está cada vez mais presente em todo o país graças aos diferentes benefícios que oferece. No entanto, para tirar real proveito dessas vantagens, é preciso desenvolver diferentes estudos prévios, além de seguir o procedimento adequado de execução do projeto.

“O primeiro passo é analisar as potencialidades do local em que a solução será implantada. Afinal, para que o sistema funcione corretamente, não basta simplesmente colocar os módulos sobre o telhado e esperar que tudo comece a operar automaticamente”, destaca o engenheiro Virgilio Almeida Medeiros, professor da universidade FUMEC.

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O ângulo das peças deve ser bem calculado, pois as placas fotovoltaicas precisam receber a luz solar diretamente (Alexandre Siqueira / Shutterstock.com)

INÍCIO DO PROJETO

As placas fotovoltaicas precisam receber a luz solar diretamente, por isso, é importante calcular exatamente qual será o ângulo de direcionamento das peças. “Outra ação necessária é verificar a posição em relação ao nascente e ao poente”, orienta o docente. Na análise inicial, também são realizadas inspeções para aferir se a laje está apta a suportar a carga adicional gerada pela presença dos módulos e dos profissionais que farão a instalação. O local escolhido para receber os equipamentos também tem que apresentar facilidade de acesso para futuras manutenções.

Bastante importante no momento do projeto é examinar se o sistema elétrico da residência foi bem projetado e executado, a fim de não comprometer o desempenho da tecnologia fotovoltaica. “As correntes de geração de energia são elevadas, ou seja, instalações comuns podem não suportar esse nível de carga”, ressalta o especialista.

TIPOS DE SISTEMAS

A tecnologia fotovoltaica pode ser instalada de duas maneiras distintas. A primeira é o sistema isolado, que oferece autonomia de funcionamento e possibilita que a energia gerada seja armazenada em baterias para uso posterior. Já a segunda modalidade é a ligada à rede, em que se fornece energia para a concessionária pública e o consumidor recebe em troca créditos para abater os valores cobrados nas contas de eletricidade.

“Normalmente, as baterias são de chumbo ácido, exigindo a construção de compartimento seguro para armazená-las. Como o equipamento libera alguns vapores ácidos, esse local tem que estar protegido e não pode ser acessado por crianças ou animais. Além disso, precisa ser arejado para que os gases sejam facilmente dispersados”, destaca o professor. Outra recomendação é substituir as baterias a cada dois ou três anos.

EQUIPE MULTIDISCIPLINAR

Tanto o projeto quanto a instalação dos equipamentos necessitam de um time com profissionais especializados em diferentes áreas. Para ligar o sistema na rede de distribuição da concessionária, por exemplo, é preciso ter projeto assinado por engenheiro eletricista, que entrará em contato com a empresa de energia solicitando a autorização para a entrada da carga em seu sistema.

Já a equipe que executará o projeto pode pedir auxílio ao engenheiro civil quando tiver dúvidas sobre a capacidade do telhado. “Pode-se dizer que é uma obra multifuncional e, geralmente, as instaladoras têm esses profissionais em seus quadros. É comum que, antes de iniciar os trabalhos de execução, seja realizada uma visita prévia ao local para diagnosticar a situação e verificar se está tudo em conformidade”, afirma Medeiros.

A equipe de instalação não é fornecida pelo fabricante dos produtos. Para essa tarefa, existem empresas especializadas que, inclusive, têm a capacidade de orientar o cliente no momento de comprar os itens que compõem o sistema. “Basicamente, a solução é constituída por módulos fotovoltaicos, fiação elétrica e inversor, responsável por converter a corrente contínua gerada pelas placas para corrente alternada usada nas residências”, diz o engenheiro.

O inversor é especificado conforme a quantidade de módulos instalados. Porém, é comum que o equipamento seja superdimensionado para que o sistema possa ser ampliado futuramente. “Isso acontece, pois é normal o consumo de eletricidade ir aumentando com o passar do tempo”, informa o professor.

PROCEDIMENTO DE INSTALAÇÃO

O primeiro passo da instalação é desligar o medidor de energia elétrica, localizado na entrada da edificação. Esse é um dos pontos principais para a segurança do profissional que está realizando a tarefa, pois bloqueia a entrada de eletricidade na residência e evita acidentes. Outro cuidado tem relação aos procedimentos de trabalho em altura, que precisam ser respeitados. Também é importante a atenção com cercas elétricas e fios da rede de distribuição.

“Quando a equipe acessa o telhado, é preciso retirar algumas telhas para liberar espaço para a movimentação dos profissionais. A cobertura deve ser recolocada de maneira adequada após o fim dos procedimentos”, diz o especialista. A instalação começa com a montagem da estrutura, geralmente composta por alumínio, que servirá de suporte para as placas fotovoltaicas.

Na sequência, são construídas as canaletas por onde passará toda a fiação que liga os painéis ao inversor. Devido à elevada corrente que circula nos cabos, o inversor tem que estar localizado o mais próximo possível das placas. Fazem parte do sistema os fios que conectam o inversor ao medidor da concessionária, localizado na porta da residência, ou às baterias. A instalação demora entre três dias e uma semana, dependendo do porte do sistema.

INTERLIGAÇÕES

A interligação com a empresa pública de distribuição precisa ser previamente avisada, pois é necessária a troca do medidor de energia localizado na entrada da residência. “O equipamento deve medir a eletricidade que entra na edificação e a que sai para a rede de distribuição. Esse medidor de duas vias será o balizador entre os créditos e débitos com a concessionária de energia”, comenta o engenheiro.

Já se o sistema contar com baterias, a energia é levada até elas por meio de carregador chamado de controlador de carga. “Depois desse equipamento, há outro inversor para as cargas dentro da residência”, complementa o especialista.

TESTES PÓS-INSTALAÇÃO

Todo o sistema é monitorado, ou seja, o usuário tem acesso à informação da quantidade de energia que está sendo gerada, o quanto está sendo injetado na rede pública e a quantidade retirada da rede. “O inversor é o equipamento responsável por repassar esses dados. O próprio equipamento é um ótimo monitor que indica o funcionamento ou não do sistema”, fala Medeiros.

Existem outros tipos de controladores que podem ser instalados para conseguir mais informações sobre o estado do sistema. No entanto, esses elementos estão mais presentes em instalações prediais de maior porte, pois não se trata de materiais financeiramente acessíveis ao consumidor comum.

MANUTENÇÃO

Quando pensamos em energia renovável, é preciso levar em consideração todo o contexto do sistema
Virgílio Almeida Medeiros

Para manter o funcionamento do sistema, é recomendável realizar a limpeza dos painéis com água normal. “Uma recomendação interessante é que essa água seja adequadamente coletada para reúso em fins não potáveis. Quando pensamos em energia renovável, é preciso levar em consideração todo o contexto do sistema”, destaca o engenheiro. As higienizações devem ser realizadas a cada seis meses.

O momento da limpeza também pode ser aproveitado para uma inspeção visual. Verificando o estado da fiação elétrica, entupimento de calhas, rompimento de eletrodutos, entre outras questões. “É importante lembrar que a instalação está constantemente exposta ao sol e às suas radiações ultravioletas que deterioram o material plástico, geralmente, utilizado nos cabos. Por isso é importe realizar essa análise visual e trocar os componentes defeituosos”, diz o professor, indicando que a vida útil do sistema varia de 15 a 20 anos.

CUSTO-BENEFÍCIO

Acredito que a tecnologia evolua bastante nos próximos anos, com o barateamento de custos dos equipamentos
Virgílio Almeida Medeiros

Para a solução fotovoltaica ser financeiramente interessante, o custo de produção da energia deve ser menor do que os valores cobrados pela concessionária. Essa verificação pode ser feita na própria conta já que a tarifa de reais por quilowatt/hora vem detalhada. “Quando esse número é superior a quarenta centavos, já existem condições de se instalar o sistema fotovoltaico. Nesse cenário, em quatro ou cinco anos o sistema já vai se pagar com a economia gerada”, destaca o docente.

“Acredito que a tecnologia evolua bastante nos próximos anos, com o barateamento de custos dos equipamentos. Isso favorecerá a presença do sistema em grande parte das residências do país”, finaliza Medeiros.

Colaboração técnica

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Virgílio Almeida Medeiros – Engenheiro eletricista pela PUC-Minas, com especialização em Sistemas Elétricos de Potência. Possui MBA em Gestão de Negócios, pela FGV/RJ, e mestrado em Engenharia de Energia pelo CEFET-MG. É professor da universidade FUMEC, responsável pelas matérias de energias renováveis.