Fala Energista! Para projetos e instalação de sistemas de aquecimento solar ou fotovoltaico, é importante saber sobre o posicionamento ideal desses equipamentos.
Nesse post, vou te contar tudo sobre:
– Qual a melhor direção para instalar sistema fotovoltaico;
– Qual inclinação os módulos fotovoltaicos devem ser instalados;
– Porque os sistemas de energia solar devem estar voltados para o Norte;
– Como encontrar o norte geográfico;
– O que fazer quando o telhado não está voltado para o Norte;
– Como saber as perdas quando o telhado não tem a posição ideal.
Qual a importância do posicionamento do sistema de geração solar?
O post do blog Sol e Radiação Solar mostra a importância do Sol para as fontes de energia renováveis e a radiação do Brasil. Ele mostra os tipos de radiação diferentes que chegam até nós.
A geração de energia solar é feita por meio de módulos solares fotovoltaicos que captam a radiação global, ou seja, radiação direta + difusa + refletida, quanto mais radiação direta, melhor. Isso quer dizer que quanto mais os raios incidirem perpendicularmente nos “painéis”, melhor.
Por isto, a direção dos módulos solares em relação ao Sol é importante para a captação de energia. Utilizar esta direção de modo correto em projeto de energia solar traz um custo menor de recursos e também aumenta sua eficiência.
Existem dois posicionamentos para ter atenção:
– A ORIENTAÇÃO E
– A INCLINAÇÃO
Bora ver entender melhor sobre eles!?
Por que os módulos devem ser orientados para o Norte?
O Norte geográfico é a orientação que mais recebe incidência de radiação solar aqui no Hemisfério Sul, por quê?
Com o passar dos meses o plano da trajetória do Sol se move no horizonte, fazendo com que a posição do poente (e do nascente) varie ao longo do ano. Isto se deve à inclinação do eixo de rotação da Terra de 23,5° em relação ao plano da órbita da Terra em torno do Sol.
Essa não linearidade fica mais evidente conforme a latitude do local aumenta, ou seja, quanto mais próximo à Linha do Equador, menor esta variação.
Por isso, o ângulo de inclinação que o módulo fotovoltaico deve ficar depende da latitude que o sistema está.
Veja a imagem para entender melhor a variação da trajetória solar ao longo do ano.
Portanto, a orientação varia de acordo com o Hemisfério em que o sistema está instalado:
- Hemisfério Norte – Nestes países, os módulos solares devem ficar instalados voltados para o Sul.
- Hemisfério Sul – Os módulos solares devem ficar instalados voltados para o Norte.
No caso do Brasil, o módulo solar deve ter face orientada para o Norte. O direcionamento para o Norte evita sombreamento nos módulos alcançando o maior rendimento possível.
Entendeu a importância de direcionar os módulos para o norte? Esse posicionamento também é chamado de Azimute zero.
AZIMUTE: é o ângulo formado entre a direção Norte-Sul e a direção considerada, contando a partir do Pólo Norte, no sentido horário.
Então, para melhor eficiência de geração de energia solar, o telhado deve ser preparado e planejado para apresentar uma maior incidência solar. Se o telhado não estiver com o posicionamento ideal, as perdas devem ser consideradas.
Lembrando que sempre é importante identificar antecipadamente se há sombreamento no local instalado para melhor eficiência!
Como encontrar o Norte Geográfico
Como comentei, os módulos solares e coletores devem ser instalados com direção ao norte geográfico (norte verdadeiro).
O Norte pode ser encontrado através de imagens de satélite (Google Earth e Maps), aplicativos (App Bússula) ou através de tabelas de declinação por estado (mostra o ângulo de orientação geográfica em relação ao Norte Geográfico).
Através da bússola encontramos o Norte Magnético (que não é igual ao Norte Verdadeira), mas podemos realizar o ajuste para aportar a direção do Norte verdadeiro, veja como:
O norte geográfico está deslocado (sentido horário) do valor da declinação magnética da região localizada. Ou seja, deve-se adicionar a inclinação magnética a partir da direção que a bússola apontar o norte magnético.
A figura abaixo ajuda a entender como encontrar o Norte geográfico da sua região.
O valor da declinação magnética (ângulo) varia com a localização dos estados. A tabela abaixo mostra os valores médios da inclinação para cada estado no Brasil.
E a inclinação?
A inclinação em relação ao plano horizontal deve ser igual a latitude para o melhor aproveitamento de sistemas fotovoltaicos durante todo o ano.
Quando falamos em sistemas de aquecimento solar muda um pouco… A inclinação é determinada adicionando 10º à latitude do seu local. Isso porque deve-se preservar a eficiência do sistema no inverno. A inclinação mínima é de 17º, sendo a mais comum nos telhados encontrados no Brasil. Isto permite uma instalação sem prejuízos significativos na eficiência do sistema.
Meu telhado não tem face apontada para o Norte, e agora?
Digamos que você quer instalar sistemas fotovoltaicos na sua residência e seu telhado não é apontado para o Norte. Não tem problema, você ainda pode gerar energia!
O problema é que você terá perdas na eficiência do seu sistema. Telhados com face apontadas para o Noroeste ou Nordeste têm perdas de 3% a 8%. Já telhados apontados para o Leste ou Oeste, apresentam perdas de 12% a 20%.
As perdas maiores acontecem com telhados apresentam faces apontadas para o Sul. Por isto, se você ou seu cliente optarem pela instalação da mesma forma, considere as perdas!
Programas para simular irradiação solar em projetos fotovoltaicos
Para simular irradiação solar em diferentes orientações e inclinações temos 2 opções 100% gratuitas:
– RADIASOL, programa desenvolvido pelo laboratório de energia solar da UFRGS, que utiliza modelos matemáticos. Acesse aqui.
Baixe o programa e faça as simulações de posicionamento do sistema para obtenção de valores de irradiação.
– SWERA (Solar and Wind Energy Resource Assessment), que utiliza como base estações de medição e dados de satélite para obtenção de dados de energia solar e eólica, acesse aqui.
Você altera azimute (orientação) e inclinação conforme as caraterísticas do seu local, olha só:
Agora você sabe posicionar seu sistema fotovoltaico perfeitamente!
E para saber tudo sobre Energia Solar, como dimensionar sistemas fotovoltaicos, normas e regras vigentes na geração distribuída, acesse nosso curso.
Até o próximo post!
Joi e equipe!
Interessante
Que bom que gostou Vicente!
Simples, objetivo e o MAIS COMPLETO depois de ter lidos diversos textos que tentam explicar este tema. E porque o mais completo?
Porque apresenta softwares gratuitos para estimar a geração em cada região,
Porque explicou de maneira fácil o cálculo do Azimute (que sempre é solicitado em cada software simulador), Norte Geográfico e Magnético, evitando que o leitor use o Norte Magnético como referência para o posicionamento.
Porque inclui uma tabela de declinação magnética ou ajuste geo-magnético por estado que na maioria dos artigos não está presente.
Porque trouxe no texto a explicação simples da razão pela qual os sistemas de aquecimento solar devem adicionar 10 % a inclinação da latitude.
Olá Luiz, como está?
Você é observador, isso mostra uma alta capacidade de se atentar a vários detalhes. Fico muito feliz em ver que tirou o máximo de aprendizado do conteúdo!
Muito obrigada pelas considerações e sempre que precisar pode contar conosco.
Abraços =D
Explicou muito com poucas palavras, parabéns pelas informações, foram suficientes ou até mais para o que estou procurando.
Olá Edilberto.
Que ótimo que lhe ajudamos. No que precisar conte conosco 🙂
Muito esclarecedor o artigo. Muito obrigado pela disponibilização de material tão bom de maneira gratuita. Sigo procurando sistemas de correção de inclinação para montagem de usinas que possam ter sua inclinação e/ou orientação corrigidas, mesmo que manualmente, visando a melhoria na eficiência na produção FV. Não tenho interesse em automação. Estou pensando em desenvolver sistemas simples que possam ser montados em sistemas FV em telhados que não tenham a melhor orientação e inclinação e de solo que possam acompanhar as variações de rotação da Terra, para reduzir as perdas/otimizar a geração.
Olá Fernando, como vai?
Obrigada pelo feedback, e no que precisar conte conosco!
Meu telhado tem 2 aguas. Uma voltada para o leste a a outra para o oeste. Moro em São Paulo, capital. Seria melhor colocar os modulos voltados todos para o leste, para o oeste, ou seria melhor dividir metade para cada orientação?
Olá Joaquim, como vai?
Precisa ser feito uma análise mais detalhada para tomar a melhor decisão, por exemplo analise o sombreamento nas duas orientações.
Joi, seu artigo ficou ótimo! Parabéns!
Olá Samuel! Que bom que gostou, continue nos acompanhando. Abraços!