Introducao a energia_solar a

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<p> 1. Energia Solar Caseira Parte 1 lntrodugo Energia Solar Energia-SoIar-Caseira. com Todos os direitos reservados.Nenhuma parte desta publicacao pode ser reproduzida de qualquer forma e por nenhum meio,sem autorizacao escrita de www. energia-solar-caseira. com incluindo,mas nao limitado a,qualquer transmissao eletrnica. A menos que previamente especicado,este material de apenas para uso pessoal e nao comercial,e voce nao pode modicar,copiar,distribuir,transmitir,mostrar,reproduzir,publicar,Iicenciar,e criar trabalhos derivados deste,transferir,ou vender qualquer informacao,produtos ou servicos obtidos deste material sem a pennissao escrita de www. energia-solar- caseira. com.Qualquer violacao dos direitos autorais sera punida rigorosamente usando procedimentos Iegais. 2. Energia Solar CaseiraContedo 1 Introdugo . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . . 5 2 Fontes Alternativas . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....7 2.1 Etanol . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . . 8 2.2 Energia Solar Trmica . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....9 2.3 Biodisel . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....11 2.4 Energia Elica . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . . 12 3 Efeito Fotovoltaco . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . . 14 4 Sistema Solar Fotovoltaco . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . . 16 4.1 Sistema Fotovoltaco Isolado . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....16 4.2 Sistema Fotovoltaco Conectado . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....18 5 Componentes de um sistema Solar Fotovoltaco . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....20 5.1 Painis Solares . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....20 5.2 Bateria . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . . 22 5.3 Inversor . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....24 5.4 Controlador de carga . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....24 6 Construgo de um sistema solar Fotovoltaco . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . . 26 6.1 Clculo de um sistema Fotovoltaco para correntes alternadas... .....26 6.1.1 1 Passo:Clculo da Potencia total do sistema . ... ... ... ... ... ... ... ... .. . . 26 6.1.2 2 Passo:Definigo do Painel Solar . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . . 27 6.1.3 3 Passo:Definigo do Banco de Baterias . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . . 29 6.1.4 4 Passo:Definigo do Controlador de Carga . ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . . 31 6.1.5 5 Passo:Definigo do Inversor . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . . 32 6.2 Concluso do Projeto . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....33 7 Montagem e Dicas teis . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . . 34 Apendice A Empresas para Sistemas Fotovoltaicos . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . . 43 Apendice B Tabela de Espessura de Fios e Cabos . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . . 44Energia Solar 'aselra . com 3. userEnergia Solar CaseiraTabela de FigurasFigura 1-1: Foto de um painel solar instalado numa rodovia paulista . ... ... ... ... ... ... .....6 Figura 2-1: Casa modelo com energia solar fotovoltaica.(Europa) . ... ... ... ... ... ... ... .....8 Figura 22-1: Modelo de casa popular com energia solar trmica... ... ... ... ... ... ... ... ... . . .9 Figura 2.2-2: Modelo de energia solar trmica com garrafas pet . ... ... ... ... ... ... ... ... .....10 Figura 2.4-'| : Pargue de captago de Energia Elica... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....12 Fi ura 2.4-'I:Ma a de ventos no Brasil... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....13Figura 3-1: Efeito Fotovoltaico relatado por Edmond Becguerel em 1839. . ... ... ... .. . .14 Figura 3-2: Exemplos de clulas solares disponveis no mercado . ... ... ... ... ... ... ... .....15 Figura 4-1: Arranio bsico de um SF . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....16 Figura 4.1-1: Exemplo de sistema fotovoltaico isolado . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . .17 Figura 4.2-'I:Exemplo de sistema fotovoltaico conectado . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....18 Figura 5.1-'I:Painel Solar Fotovoltaco (camadas) . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . .2O Fi ura 5.1-2: Mdulo Fotovoltaico de 100W . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . .21Figura 5.1-1: Painis Fotovoltaicos da companhia eltrica de Sacramento . ... ... ... . . .21 Figura 5.2-1: Exemplo de banco de baterias seladas para Telecomunicages . ... . . .23Fi ura 5.2-2: Exem lo de Ii a es de Baterias . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....23 Fi ura 5.3-l:Inversores vendidos comercialmente de 150W 300W e 2000W . ... .....24Figura 5.4-1: Modelos de inversores disponveis no mercado . ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....25 Figura 6.1.2-1: Catlogo de Painis Solares SunLab Power . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . .28 Figura 6.1.3-1: Catlogo de baterias de eletrlito absorvido... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . .30 Figura 6.1.3-2: Catlogo de baterias de descarga profunda... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . .30 Figura 6.1.4-1: Catlogo de Controladores de Carga... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....31 Figura 6.2-1: Catlogo de inversores... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....33 Figura 7-1: Traseira de clulas solares com fitas para soldagem... ... ... ... ... ... ... ... .. . .35 Figura 7-2: Fitas de estanho para soldar . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....35 Figura 7-3: Esguema de conexo de clulas solares . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . .36 Figura 7-4: Ferro de Solda comum,utilizado para eletrnica . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . .36 Fi ura 7-5: Dia rama da arte frontal e traseira das clulas solares . ... ... ... ... ... ... .....37 Figura 7-6: Clulas solares conectas em srie (leiras) . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . .37 Figura 7-7: Multmetro Digital . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . .38Eneroa Solar ' 8581!? ! . com 4. Energia Solar CaseiraFigura 7-8: Protetor UV para madeira . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . .39 Figura 7-9: Cola de silicone com aplicador . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....39 Figura 7-10: Conectores tipo Barra . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . .40 Figura 7-11: Plugs e tomadas industriais . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . .41 Figura 7-12: Conectores torgo . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . .41 Figura 7-13: Tomadas ou plugues tipo fmea . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . .41 Figura 7-14: Tomadas ou plugues tipo macho . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....42Eneroa Qatar ' 8581!? ! . com 5. Energia Solar Caseira1 lntrodugoAtualmente estamos vivendo crises energticas constantes,tanto na rea do petrleo como nas hidroeltricas.Estamos vivenciando a degradaco do meio ambiente pela agropecuaria e pela geraco de energia.Por isso e importante comecarmos a pensar em sistemas alternativos de energia. A luz do sol e uma fonte inesgotvel de energia,por isso,muitos estudiosos dizem que o sol ser a principal fonte de energia do futuro.Pensando nisso,o homem vem aprimorando cada vez mais as formas de obtenco de energia desta fonte. Hoje em dia j temos diversos aparelhos movidos a energia solar. certo,que alguns ainda bem precarios,pouca eciencia energetica,baixa autonomia,utilizaces reduzidas,outros em fases experimentais,estudos,etc.O que interessa e que essa tecnologia j est acessvel as nossas mos.Com simples arranjos,conseguimos montar Conversores de energia solar nas mais diversas formas de energiaA energia solar fotovoltaica e capaz de gerar energia eltrica atraves de painis fotovoltaicos que transformam luz (fton) em energia eltrica (volts).Essa energia e renovvel,inesgotvel e pode ser armazenada utilizando baterias. Ha varias aplicaces para este tipo de energia,que vo desde a utilizaco em calculadoras simples portteis,at residencias,para alimentar aparelhos eltricos,bombas de captaco de agua e irrigaco,e o mais importante deles:carros eltricos ou hbridos. Ate mesmo nas estradas brasileiras e possvel encontrar sistemas fotovoltaicos. normalmente utilizado para alimentar pains de sinalizaco,radares,telefones de emergencia ou Cameras de monitoramento.Muitas pessoas nao sabemque aquilo se trata de uma fonte de energia solar,mas depois de ver e estudar essatecnologia,qualquer um e capaz de identicar claramente um sistema fotovoltaico. 6. oiEnergia Solar Caseira Figura 1-1: Foto de um painel solar instalado numa rodovia paulistaNeste Iivro,mostraremos um pouco mais sobre energia solar fotovoltaica,suas utilizaces e o mais importante:Como montar voce mesmo um sistema deenergia solar em sua casa!Energia Solar Caseira!Muito simples! Energa Solar 'asera . com 7. Energia Solar Caseira2 Fontes AlternativasExistem vrias fontes de energia no mundo.Como disse Lavoisier:Na natureza,nada se cria,nada se perde,tudo se transforma,por isso podemos utilizar de varios recursos naturais para transforma-los em energia til e nao em problemas para o meio ambiente. Alem das energias transformadas a milhes de anos,como o petrleo,o carvo,o gas e outros minerais,temos a possibilidade de transformar energia de fontes renovveis como o etanol,os leos biocombustveis,o vento,e a maior de todas as fontes:o Sol. O petrleo sofre constantemente com crises polticas,econmicas,especulaces e a mais forte delas:volume finito de recursos.A cada novo conflito nas regies onde se encontram as maiores reservas o preco aumenta,os estoques abaixam,os especuladores escondem suas reservas e ns,consumidores,sofremos com a alta dos precos.Isso o que ocorre tambm com o gas e o carvo mineral,recursos largamente utilizados na indstria pesada. Alm dos problemas econmicos,causados pelos combustveis fsseis,ha tambm o problema ambiental.Estes combustveis poluem desde a sua produco at a utilizaco final,seja em automveis,trens,caldeiras,mquinas ou geradores.A poluico em cidades como Sao Paulo, responsvel,indiretamente,por 20 mortes diarias,o dobro do que acontecia ha 5 anos,responsvel tambm pelo aquecimento da temperatura mdia na terra,o que acarreta,derretimento das calotas,elevaco dos nvel dos ocanos,e efeitos climticos catastrficos. As usinas hidroeltricas,por sua vez,produzem 90% da energia consumida no pas e tem entre seus principais problemas a falta de chuvas.Conseqentes riscos de apages,como os de 1999, 2001 e o ltimo de novembro de 2009 sao vistos a cada ano,resultando em precos cada vez mais altos aos consumidores.Embora o Brasil seja um pas rico em recursos hdricos,o preco da energia gerada atravs dessas usinas ainda est muito alm da mdia mundial,incluindo pases que nao tem sequer 5% da nossa capacidade. Todos estes fatos nos Ievam a uma concluso:a energia est ficando cadavez mais cara e suja. 8. j Energia Solar CaseiraEmbora j existam sistemas alternativos no mercado,a sua propagaco e adeso em massa da populaco acontece de maneira muito devagar.Enquanto na Europa cerca de 1% das residencias j possuem sistemas de energia alternativa,no Brasil esse nmero bem menor,apenas 0,05%.Desse montante de energia solar produzida no Brasil,aproximadamente 95% energia solar trmica e apenas 5% energia solar fotovoltaica. ,W Figura 2-1: Casa modelo com energia solar fotovoltaica.(Europa)A energia solar trmica utilizada para aquecer gua,tanto para aquecimento central da gua como para piscinas,ou seja,no gera energia eltrica,portanto no serve para alimentar aparelhos como TV,geladeira,Impada,etc. H a necessidade de se produzir energia eltrica alternativa para ser utilizada em residencias,reduzindo assim o consumo de energia no-renovvel e gerandoeconomia para as famlias. 2.1 EtanolO etanol um biocombustvel produzido,geralmente,a partir da cana-de- accar,mandioca,milho ou beterraba.Os maiores produtores de etanol no mundo sao Brasil e Estados Unidos,com cerca de 89% da produco mundial. No Brasil o etanol apareceu na crise energtica dos anos 70, quando o Brasil passou a investir no programa Pr-Alcool,incentivando produtores e montadoras ainvestir nessa fonte de energia renovvel.Porm,com a alta do preco do accar no 9. siEnergia Solar Caseiramercado internacional e a queda dos combustveis fosseis,o investimento e o subsidio ao produto ficaram escassos. Nos ltimos anos,com outra crise energtica e novas questes e preocupaces ambientais trouxeram de volta,com muita forca,o etanol.O Brasil o maior exportador mundial,e considerado lider internacional em matria de biocombustveis,alm de ser a primeira economia em ter atingido um uso sustentvel dos biocombustveis. Atualmente o Brasil tem mais de 8,2 milhes de veculos utilizando a tecnologia flex,que permite o uso do etanol,ou de qualquer combinaco do etanol com gasolina.A tecnologia tambm est sendo aplicada a motocicletas,veculospesados (tratores,mquinas agrcolas) e at em avies de pequeno porte. 2.2 Energia Solar TrmicaA energia solar ,hoje,uma das principais fontes de energia para o consumidor final. Embora no seja produzida em alta escala como usinas,a energia solar est presente em muitos domicilios e hotis pelo mundo. Alm da energia solar fotovoltaica abordada neste documento,a energia para aquecimento de gua,atravs da luz e do calor solar est cada vez mais acessvel aos consumidores finais,de forma que se populariza a uma velocidade muito alta.i;Figura 2....</p>