Economize dinheiro com energia solar : Solar Energy Tech 101

Uma rápida olhada na história da energia solar

Bell Labs criou a primeira célula fotovoltaica de silício em 1954.

Embora a energia solar tenha sido previamente capturada e convertida em energia utilizável por meio de diferentes métodos, foi somente em 1954 que a energia solar se tornou uma fonte viável de eletricidade para alimentar dispositivos por longos períodos.

As primeiras células solares converteram a radiação solar em eletricidade com uma eficiência de 4% - para comparação, muitos painéis solares amplamente disponíveis hoje podem converter a luz solar em energia solar com uma eficiência de 20%, um número que está aumentando constantemente.

Embora a aceitação da energia solar tenha sido lenta no início, vários incentivos e políticas estaduais e federais contribuíram para reduzir o custo dos painéis solares o suficiente para torná-los mais amplamente aceitos.

Os acessórios de telhado servem de base para qualquer painel solar.

Existem vários tipos e estilos de acessórios solares, cada um projetado para um material de cobertura específico.

O material de cobertura mais comum são telhas de asfalto compostas.

Produtos de fixação de telhado de telha de composição diferente servem como uma âncora estrutural e um rufo à prova d'água.

Esses produtos "integrados" ajudam a reduzir o tempo e os custos associados à instalação de acessórios para telhado.

Por outro lado, os telhados de telha e ardósia exigem produtos mais complexos e procedimentos de instalação demorados.

Essas dificuldades são exacerbadas pelo fato de que os ladrilhos são delicados e podem rachar se não forem manuseados de maneira adequada.

Ao aceitar ofertas de instaladores de energia solar, os proprietários de casas com esses tipos de telhado devem esperar pagar um pouco mais.

Além disso, é melhor discutir com antecedência como o instalador pretende evitar ou substituir os ladrilhos danificados.

O que você precisa saber sobre Solar Energy Tech 101

A energia solar é uma fonte de energia limpa e mais barata que pode ser uma boa alternativa ao serviço imprevisível da sua concessionária local.

Com o painel solar, você pode fazer backup de sua energia desde falhas de equipamentos até desastres naturais e ser a única casa em sua vizinhança com luzes acesas.

Com um sistema de energia solar, você pode reduzir sua dependência da rede elétrica tradicional enquanto gera economias de energia mensais que reduzem sua conta mensal de eletricidade.

Os painéis solares absorvem os raios do sol em seu telhado, que é feito de células solares.

A eletricidade produzida por esses raios passa pelo seu inversor, um componente do seu sistema que converte a energia recebida pelos seus painéis em energia em sua casa.

Se o seu sistema de telhado produz mais energia do que você pode usar, você pode armazená-lo com baterias solares para uso posterior, como à noite ou quando está nublado, para que você nunca fique no escuro.

A maioria dos painéis solares tem uma vida útil de 25-30 anos.

No entanto, os painéis solares perdem sua capacidade de absorver a luz solar com o tempo.

Portanto, embora sem dúvida continuem a trabalhar depois de algumas décadas, o farão com uma capacidade menor e com menos eficiência com o passar do tempo.

A vida útil especificada pelo fabricante do painel solar indica quando a capacidade do painel se deteriorará a ponto de não ser mais eficiente.

On-Grid ou Off-Grid?

Outra consideração será se você deseja permanecer conectado à rede elétrica de sua empresa de energia como uma fonte de energia de reserva ou se tornar totalmente solar.

Estar completamente fora da rede exigiria armazenamento de bateria solar quando não houver energia solar suficiente disponível.

Quando o seu sistema conectado à rede está nublado ou à noite, você obterá sua energia da rede e pagará os preços da energia.

Os sistemas de energia solar fora da rede irão tirar energia do armazenamento da bateria para manter as luzes acesas e fazer uma transição perfeita do dia para a noite.

Aqui está uma análise dos sistemas de energia solar na rede e fora da rede:

Sistema de energia solar na rede

Painéis fotovoltaicos (PV) são conectados à rede elétrica.

Durante o dia, os módulos solares fornecem eletricidade para sua casa.

O painel solar pode ser instalado no telhado ou no solo.

Antes de investir em um sistema solar conectado à rede, você deve descobrir o tamanho de uma matriz necessária para atender a todos os requisitos de energia da sua casa.

Os módulos fotovoltaicos são conectados a um inversor durante a instalação do painel solar.

Existem vários tipos de inversores solares no mercado, mas todos fazem a mesma coisa: convertem a eletricidade de corrente contínua (DC) do sol em corrente alternada (AC), necessária para alimentar a maioria dos eletrodomésticos.

Quando suas necessidades de energia excedem o que seus painéis podem fornecer, como à noite ou em dias nublados, a rede elétrica fornece eletricidade para sua casa.

Se o seu painel solar gerar mais eletricidade do que você precisa, ela é enviada para a rede elétrica como uma corrente alternada (CA) para fornecer energia a outras residências ou empresas.

Os proprietários de residências em jurisdições de net metering nos Estados Unidos recebem um crédito de fatura pelo excedente.

Indivíduos qualificados para medição líquida podem receber tarifas de varejo ou atacado, dependendo de onde moram.

Mais tarde, quando o painel solar não gera energia suficiente para atender à demanda, os proprietários "resgatam" seus créditos usando a eletricidade da rede.

As empresas elétricas em algumas áreas podem cobrar taxas mais altas durante os períodos de pico de demanda.

Os proprietários de residências que possuem energia solar podem mitigar o impacto dos custos mais elevados durante o pico da demanda diurna, porque seus painéis solares compensam a necessidade de eletricidade.

No entanto, quedas de energia também causam o desligamento do painel fotovoltaico porque você está conectado à rede.

Isso evita que eletricistas que reparam linhas de transmissão sejam feridos ou morram devido à voltagem ativa enviada por seus painéis.

Sistema de energia solar fora da rede

DIYers e aqueles que buscam total independência energética podem optar por um painel solar independente.

Este sistema fora da rede não está conectado à rede elétrica.

Fora da rede também é apropriado para pessoas que vivem em áreas remotas, longe das linhas de energia, porque o custo de instalação de cabos de transmissão e distribuição é proibitivamente caro em comparação.

A energia solar fora da rede também é ideal para pessoas que têm necessidades específicas de instalação elétrica, como em um celeiro, barracão de ferramentas, cerca, RV, barco ou cabine.

Como os sistemas autônomos não estão conectados à rede, a energia solar capturada por suas células fotovoltaicas e armazenada em baterias é tudo o que você tem para fornecer energia.

A menos, é claro, que você tenha outra fonte de energia renovável ou um gerador movido a combustível fóssil.

Alguns proprietários fora da rede preferem combinar energia solar e eólica instalando turbinas eólicas residenciais.

A lógica é que, quando há nuvens que reduzem a produção solar, o vento provavelmente vai compensar.

Indivíduos que consideram a energia solar fora da rede devem calcular seus requisitos de energia ao longo de um período específico (geralmente vários dias, pelo menos).

Do contrário, você pode ficar sem energia por um longo período - e não há rede para salvá-lo.

Claro, a vantagem da energia solar fora da rede é que você nunca recebe uma conta de luz.

Várias calculadoras online estão disponíveis para ajudá-lo a descobrir quanta eletricidade você precisará para alimentar todos os aparelhos que deseja usar.

A quantidade total determina o tamanho da bateria (se você decidir usar uma).

Uma bateria é simplesmente um conjunto de baterias interconectadas.

A bateria pode ser cara.

Em 2020, os consumidores pagarão entre US $ 400 e US $ 750 por kWh, embora o custo total para as marcas da mais alta qualidade possa ser muito mais alto.

Outra maneira de ver isso é que as baterias solares normalmente custam entre US $ 200 e US $ 2.000 por unidade, dependendo de sua capacidade de armazenar energia.

Uma bateria normal fora da rede pode incluir 12 baterias.

A maioria das empresas vende kits de painéis solares fora da rede que incluem tudo de que você precisa para configurar seu próprio sistema fora da rede.

Um controlador de carregamento é necessário para sistemas fora da rede.

O controlador de carregamento, que se encontra entre os módulos fotovoltaicos e a bateria, é um componente essencial dos sistemas fora da rede.

O controlador de carregamento protege a bateria de várias maneiras.

Em primeiro lugar, para evitar sobrecarga, este dispositivo limita a quantidade e a taxa de carga que suas baterias recebem durante o dia.

Também evita que as baterias descarreguem em direção aos painéis durante a noite.

Finalmente, um controlador de carregamento tem uma desconexão de baixa tensão.

Isso significa que quando a bateria está quase vazia, o controlador desliga a energia de seus eletrodomésticos.

Isso os ligará novamente após serem recarregados.

Este recurso protege suas baterias contra danos causados por esgotamento excessivo.

No mercado hoje, existem dois tipos de controladores de carga: PWM e MPPT.

O melhor para você é determinado pela voltagem de seu painel fotovoltaico, sua carga e a voltagem de sua bateria.

Na maioria das aplicações solares fora da rede, onde os módulos fotovoltaicos têm tensão consideravelmente mais alta do que a bateria, o controlador MPPT é a melhor opção.

Devido ao grande tamanho necessário para fornecer energia a uma casa inteira por alguns dias, semanas ou mesmo meses, o custo de um sistema solar fora da rede é frequentemente astronômico, atingindo facilmente US $ 50.000 ou mais.

Poderia ser muito menos se você fizer uma pesquisa extensa para obter os melhores preços e instalá-lo sozinho.

Os custos iniciais estão diminuindo à medida que a tecnologia fotovoltaica e de bateria avança.

Créditos fiscais federais e estaduais também estão disponíveis para projetos solares residenciais fora da rede.

Como todas as baterias são carregadas exclusivamente por energia renovável, elas também são elegíveis para créditos fiscais.

No entanto, se às vezes você carrega sua bateria com um gerador de backup que funciona com combustíveis fósseis, não poderá receber o crédito total pelo seu investimento na bateria.

Sistema Híbrido de Energia Solar

Um sistema híbrido é quando seus painéis solares permanecem conectados às linhas de energia da rede e têm um sistema de bateria de backup para armazenar o excesso de energia.

A energia absorvida pelos painéis solares do sol é convertida em eletricidade utilizável por um inversor.

A eletricidade é então encaminhada para sua casa, bateria ou rede.

A vantagem de um sistema solar híbrido é que você sempre terá energia, não importa o que aconteça.

O excesso de energia gerado por seus painéis solares (mas não usado por sua casa) é armazenado em uma bateria de backup.

Quando o sol não está brilhando, esta bateria irá mantê-lo funcionando durante a noite, interrupções do sistema e mau tempo.

Se você usar toda a energia da bateria em um sistema solar híbrido, poderá obter energia da rede elétrica.

Um sistema solar híbrido funciona direcionando a energia solar para o seu inversor, direcionando a energia para sua casa.

O excesso de energia que não é usado para fornecer energia à sua casa é armazenado na bateria doméstica.

Quando seus painéis solares não estão gerando eletricidade, esta bateria pode fornecer energia para sua casa.

Se ainda houver energia restante após todas essas etapas, ela é enviada para a rede.

Monitoramento de Desempenho Solar

O monitoramento solar está entre as principais considerações ao adotar a energia solar, pois fornece informações sobre o quão bem a produção de energia solar está monitorando.

O monitoramento da eletricidade produzida pelo sistema de energia solar garante que seus painéis solares estejam em boas condições de funcionamento.

Com este monitoramento instalado, você pode determinar se seus painéis operam de forma eficiente e geram a melhor saída possível, conforme informado quando você comprou o sistema.

O aspecto mais importante de tudo isso é que você terá uma boa ideia de quanto dinheiro está economizando nas contas de eletricidade e qual será seu ROI para comprar e usar seu sistema de energia solar.

No caso improvável de você perceber que seu sistema não está funcionando tão bem quanto deveria, o sistema de monitoramento solar pode localizar os problemas que estão fazendo com que seu sistema de energia solar não funcione tão bem como deveria e ajudá-lo a resolver rapidamente um problema , tanto chamando um engenheiro solar treinado ou simplesmente limpando os painéis solares de toda a poeira.

O sistema de monitoramento solar ideal fornecerá dados em tempo real sobre os vários aspectos da operação do seu sistema solar, como configuração de hardware, eficiência, uso de longo prazo e muito mais.

O monitoramento da geração, consumo e desempenho de energia solar pode ser feito de várias maneiras:

Conexão direta ao PC

O inversor é conectado a um PC usando um dispositivo Bluetooth ou um cabo CAT5 neste método.

Você pode obter software de monitoramento gratuito no site do fabricante do inversor.

Este método tem a vantagem de aquisição de dados e é um dos métodos de monitoramento solar mais acessíveis.

Uso de dispositivo móvel

Agora você pode monitorar seu sistema solar a partir de seu smartphone, graças aos avanços da tecnologia.

Como a maioria dos inversores oferece suporte à integração Bluetooth, você pode conectá-lo ao seu dispositivo móvel e rastreá-lo a partir daí.

Este método permite monitorar remotamente o sistema de energia e as configurações de controle central para criar perfis de usuário personalizados.

O monitoramento de energia solar sem fio é possível com o sistema.

Além disso, dependendo de suas configurações, você pode visualizar dados remotamente por meio de conexões de internet ou textos SMS.

Unidade de Monitoramento de Monitoramento

Historicamente, este foi o principal e único método de monitoramento de seu sistema solar.

O método envolve a coleta de dados de um ou mais inversores combinados e sua exibição em uma unidade de exibição.

Os dados são coletados usando unidades Bluetooth ou cabo CAT5.

Monitoramento baseado na Internet

Este método envia dados de geração de energia para um roteador, disponibilizando-os na internet.

As informações podem então ser facilmente acessadas porque cada usuário tem um site dedicado protegido por senha.

Uma vantagem desse método é que você pode acessar esses dados remotamente a qualquer momento.

Uso de recursos de visualização de dados históricos

A geração atual de unidades de monitoramento solar permite a interconexão simples com vários sistemas de armazenamento de dados.

Como resultado, o sistema permite que você visualize os dados históricos de desempenho do seu sistema.

Como resultado, você pode entender melhor seus hábitos de uso e identificar áreas de melhoria.

Garantias solares

As garantias do painel solar protegem o seu investimento e são um componente essencial de qualquer instalação solar.

Existem vários tipos de garantias que protegem seus painéis.

Compreender as diferenças entre eles e quais produtos têm as melhores garantias é fundamental para garantir que você obtenha o melhor negócio para seu sistema de energia solar.

Se você instalar um sistema fotovoltaico solar em sua casa ou empresa, seus painéis provavelmente funcionarão sem problemas por décadas.

No entanto, problemas de painel solar acontecem ocasionalmente, então se você tiver um problema com um painel solar depois de instalado, você deve entender que o resto do seu sistema não ficará inoperante.

Um painel solar normalmente vem com dois tipos de garantias: a garantia de eficiência e a garantia do equipamento.

A garantia de eficiência em um painel solar garante 90% da produção após 10 anos e 80% da produção após 25 anos.

Por outro lado, a garantia do produto centra-se no fabrico do produto e garante-lhe um mínimo de 25 anos.

A maioria dos fabricantes fornecerá garantias ou garantias limitadas em alguns ou todos os componentes do seu sistema de energia solar.

Se uma empresa está disposta a defender um produto por várias décadas, geralmente é um sinal de alta qualidade.

Seu sistema pode durar 25 anos ou mais se você escolher o equipamento e os painéis solares de qualidade certos e tiver um instalador competente para ajudá-lo a melhorar seu desempenho.

Avaliar e comparar a cobertura da garantia do produto dos fabricantes de painéis pode ajudar a garantir que suas necessidades de serviço e suporte sejam atendidas se surgir um problema com o painel solar.

As garantias dos produtos dos fabricantes são, portanto, um suplemento importante para outros fatores na avaliação dos detalhes de desempenho do fabricante do painel e suas práticas comerciais.

Se um painel solar falhar, o fabricante enviará a você um painel de reposição e, em alguns casos, até mesmo pagará pelo envio e mão de obra para substituí-lo.