Ao instalar um sistema de energia solar, há muitas decisões a serem tomadas. Como você está investindo em equipamentos que durarão muitos anos, é importante fazer as escolhas certas. É importante avaliar algumas diferenças para ajudar na decisão da melhor opção de gerador para a sua aplicação.
Gerador off-grid
Um gerador off-grid, ou "isolado", opera de forma completamente independente da rede elétrica. Neste tipo de sistema, toda a energia produzida é armazenada em baterias solares, que são usadas para fornecer energia ao local quando necessário. O inversor off-grid funciona como uma fonte de tensão independente e possui três portas de entrada (Baterias, Painéis, Rede ou Gerador Diesel).
O sistema off-grid é uma solução que destaca-se para áreas que não possuem infraestrutura elétrica estabelecida, como áreas rurais ou remotas. Além de permitir a autossuficiência energética, em áreas remotas, costuma ser uma solução mais acessível do que a construção de infraestrutura convencional. Também podemos utilizar o off-grid operando como um nobreak em locais com rede elétrica ou gerador.
Gerador on-grid
Um gerador on-grid, também conhecido como "interligado à rede" (grid-tie), é conectado à rede de distribuição de energia elétrica. Este sistema permite que a energia captada pelos painéis solares seja usada diretamente no local e que qualquer excedente seja devolvido à concessionária, gerando créditos de energia junto à concessionária local, que podem ser usados pelo consumidor na sua unidade consumidora ou em outras. Em momentos de baixa produção solar, como durante a noite ou em dias nublados, a energia é consumida diretamente da rede elétrica e o consumo é abatido dos créditos excedentes.
Os principais benefícios do sistema on-grid incluem a possibilidade de descontos significativos na conta de luz, um custo de instalação mais baixo em comparação com sistemas off-grid, a possibilidade de uso da rede elétrica como uma "bateria virtual", armazenando energia excedente para uso posterior, e a ausência de manutenção relacionada ao armazenamento de energia, como seria o caso em sistemas com baterias.
Diferença #1: Acesso à Eletricidade
Off-Grid
Com um sistema off-grid, você depende completamente do sol e da energia armazenada em baterias para alimentar sua casa ou empresa.
Se você optar por um off-grid que não esteja conectado à rede elétrica e não possuir um gerador, você só terá eletricidade em duas situações:
1. Quando houver irradiação solar suficiente para o sistema produzir toda eletricidade necessária.
2. Quando você estiver utilizando eletricidade previamente gerada pelo seu sistema solar e armazenada em baterias.
Se você não tiver baterias terá menos ou nenhuma eletricidade em dias nublados e não terá eletricidade durante a noite.
Com um sistema independente, você não terá acesso a eletricidade extra quando precisar. O que você produz e armazena é tudo o que está disponível para alimentar seus equipamentos. Portanto o dimensionamento desse tipo de gerador deve considerar cuidadosamente os equipamentos a ele conectados.
On-Grid
Se você decidir instalar um sistema de energia solar conectado à rede elétrica, sempre terá acesso à eletricidade (a menos que a rede elétrica falhe), independentemente de o seu sistema solar estar produzindo eletricidade ou de você ter baterias.
Se o seu sistema não estiver produzindo eletricidade suficiente para alimentar os dispositivos, luzes, máquinas, etc. que você está utilizando, você pode utilizar a energia da rede elétrica para suplementar. Isso garante que você sempre tenha eletricidade suficiente para as suas necessidades.
Diferença #2: Excedente de Produção
Off-Grid
Dependendo do tamanho do sistema que você instala, da quantidade de eletricidade que você consome e do momento em que você consome essa eletricidade, é provável que haja momentos em que o seu sistema produza mais eletricidade do que você está consumindo.
A maioria dos sistemas de energia solar independente é projetada para produzir uma certa quantidade de energia "extra" durante o dia, que é enviada para baterias para armazenamento. A energia armazenada nessas baterias pode ser utilizada quando o sistema não estiver produzindo eletricidade, como à noite ou em dias nublados.
No entanto, mesmo com as melhores estimativas, o clima é imprevisível. Se você enfrentar vários dias seguidos de tempo muito nublado, o seu sistema pode não ser capaz de produzir eletricidade suficiente para carregar as baterias e atender a todas as suas necessidades.
Embora ter baterias extras ofereça tranquilidade e possa fornecer um banco de eletricidade armazenada caso isso aconteça, elas são caras. Comprar mais baterias do que o necessário pode ser proibitivamente caro, dependendo do seu orçamento.
On-Grid
Assim como nos sistemas de energia solar independente, muitas pessoas que optam por instalar um sistema de energia solar conectado à rede desejam cobrir 100% do seu consumo de energia.
Dependendo do momento do dia em que você utiliza eletricidade, o seu sistema solar pode gerar um excedente de energia. Em vez de enviá-lo para baterias, como aconteceria em um sistema independente, você pode enviá-lo para a rede elétrica e será compensado por essa eletricidade através do Sistema de Compensação de Energia Elétrica (SCEE) definido pela Lei 14.300/2022, que estabelece o marco legal da geração distribuída.
Resumidamente, a empresa distribuidora de energia elétrica (concessionária) credita em sua conta o excedente de energia gerada pelo seu sistema solar que é enviado para a rede. Então, sempre que você precisar utilizar eletricidade da rede elétrica, você utilizará esses créditos para obter eletricidade.
A energia solar conectada à rede possui uma vantagem sobre os sistemas independentes porque o Sistema de Compensação de Energia Elétrica fornece essencialmente uma espécie de armazenamento gratuito.
Diferença #3: Falta de energia na Rede Elétrica
Off-Grid
O gerador off-grid opera independente da rede elétrica. Se houver uma tempestade ou evento que cause uma queda de energia, o seu sistema solar continuará funcionando. Você não perceberá alterações no serviço ou no acesso à eletricidade.
On-Grid
Ao se conectar à rede elétrica, você obtém acesso à eletricidade sempre que precisar. No entanto, você também está sujeito a regra de anti-ilhamento, isto é, se você tiver um sistema de energia solar conectado à rede e a rede elétrica falhar, você não terá eletricidade, a menos que opte por um sistema de energia solar conectado à rede com backup de bateria. O anti-ilhamento funciona para em casos de manutenções ou desligamentos involuntários a rede elétrica permaneça desernegizada para segurança dos trabalhadores das que estão interagindo com as linhas de energia.
Embora isso seja uma desvantagem dos sistemas conectados à rede em relação aos sistemas independentes, se manter as coisas funcionando durante uma queda de energia for importante para você, então você pode se interessar em adicionar baterias ao seu sistema conectado à rede.
Diferença #4: Fatura de Energia
Off-Grid
Se o seu sistema de energia fotovoltaica não estiver conectado à rede, você não receberá uma fatura de eletricidade. No entanto, mesmo sem uma fatura de eletricidade, os sistemas independentes costumam ser mais caros devido aos equipamentos adicionais, como baterias, necessários para torná-los viáveis. Os equipamentos possuem vida útil e custos que podem superar os custos de energia tradicionais.
On-Grid
Se você optar por um sistema conectado à rede, ainda poderá ver algumas cobranças mínimas na sua fatura de eletricidade, mesmo que o seu sistema solar forneça 100% da sua eletricidade. Alguns dos itens que podem aparecer na fatura são tarifa mínima, fio b, impostos, mas todos sendo um custo muito inferior à cobrança da fatura sem energia solar. Como os sistemas on-grid não possuem necessidade de baterias, e proporcionam um desconto considerável na fatura de energia, são um ótimo investimento, gerando retornos que se pagam muito mais rápido que investimentos tradicionais.
Gerador Híbrido
O gerador híbrido combina características dos sistemas on-grid e off-grid. Este tipo de sistema pode alternar entre o uso da energia da rede elétrica e o armazenamento de energia em baterias, oferecendo uma maior flexibilidade e garantindo o fornecimento de energia mesmo em caso de falhas na rede ou em períodos de baixa produção solar.
O inversor híbrido pode operar tanto no modo off-grid quanto no modo grid-tie. Ele tem duas portas de entrada, uma CC e outra CA, permitindo a troca de energia entre as baterias e a rede elétrica. Além disso, o inversor híbrido otimiza o autoconsumo de energia solar, recarregando as baterias com o excedente de energia e fornecendo energia de reserva durante falhas na rede elétrica.
Os inversores híbridos destacam-se em situações que exigem um fornecimento ininterrupto de energia. Os dois tipos principais de sistemas de alimentação elétrica são UPS (Uninterruptible Power Supply) e EPS (Emergency Power Supply).
O UPS normalmente utiliza baterias como fonte de energia e fornece energia instantaneamente no caso de uma falha de energia, garantindo assim a continuidade do fornecimento de energia. Ele é comumente usado para proteger equipamentos eletrônicos, como computadores e servidores de data centers, de danos que podem ocorrer devido a interrupções repentinas no fornecimento de energia.
Já o EPS, que pode usar várias fontes de energia, incluindo geradores a diesel, é acionado após um pequeno atraso no caso de uma falha de energia. O EPS é geralmente utilizado em cenários onde um atraso na recuperação da energia é aceitável, mas a continuidade da operação é vital.
A tabela abaixo mostra uma comparação de alguns fatores de análise entre os sistemas. Alguns desses fatores podem ser subjetivos, e a escolha entre os diferentes tipos de geradores depende das suas necessidades específicas e preferências. É recomendável discutir suas opções com um consultor experiente que possa avaliar sua situação e oferecer orientação personalizada.
| Fatores | Off-Grid | On-Grid | Híbrido |
|---|---|---|---|
| Investimento inicial (Capex) | médio | baixo | alto |
| Custos operacionais e manutenção (Opex) | alto | baixo | alto |
| Independência Energética | alta | média | alta |
| Disponibilidade de Energia | baixa | média | alta |
| Complexidade da instalação | média | baixa | alta |
| Velocidade de retorno do investimento | baixa | alta | média |
| Dependência da rede elétrica | baixa | alta | média |
| Sustentabilidade ambiental | média | alta | média |
| Necessidade de espaço físico | alta | baixa | média |
| Impacto na valorização do imóvel | baixo | alto | médio |
| Flexibilidade para expansão futura | baixa | alta | média |
Autor: Leonardo Burtet - 02 de junho de 2023 - Artigos técnicos