Energia solar fotovoltaica: sistema off grid como geração de energia elétrica
Authors: Leite Girlane Castro Costa , Leite Gilson Carlos Castro Costa 
Published: April 2023

A agência internacional de energia (IEA), define a geração distribuída como sendo a produção de energia localizada próxima à unidade de consumo, independentemente do tamanho ou da fonte geradora (IEA, 2002). Existem dois tipos de operação referentes à geração distribuída. A primeira é denominada ON GRID, onde a energia elétrica gerada é introduzida diretamente à rede elétrica, não necessitando da utilização de baterias. Além disso, temos o sistema isolado da rede concessionária, denominado OFF GRID (NARUTO, 2017). Atualmente, é possível perceber o aumento do interesse da sociedade pelos sistemas de geração distribuída, principalmente os que apresentam armazenamento energético. Hoje, a energia solar fotovoltaica é a principal fonte de energia para esses sistemas (NARUTO, 2017), pois apresenta o benefício de ser um tipo de fonte limpa e renovável. Além do mais, é possível citar outras vantagens como longo tempo de vida dos equipamentos, baixo custo operacional e de manutenção, e portabilidade (BRITO e SILVA, 2006). A energia solar fotovoltaica é um tipo de fonte de energia, dentre os recursos renováveis, que seria mais viável para o Brasil, uma vez que o governo brasileiro resolveu utilizar energia solar devido às condições hidrológicas do país. Por outro lado, esse tipo de fonte contribui no atendimento ao consumidor por causa da sua localização, onde a radiação solar incidente é superior ao esperado (BRITO e SILVA, 2006). Essa energia permite fazer a conversão direta da luz solar em energia elétrica, através de um dispositivo semicondutor denominado célula fotovoltaica que atua utilizando o princípio do efeito fotovoltaico (SILVA et al., 2021). Tal efeito ocorre quando a radiação incide no material semicondutor liberando e movimentando os elétrons, gerando uma diferença de potencial nos extremos do material (TORRES, 2012). O efeito fotovoltaico foi descoberto pelo físico francês Edmond Becquerel, em 1839 (BRITO e SILVA, 2006; SALAMANCA-ÁVILA, 2017; SOARES; NADAE e NASCIMENTO, 2021). Entretanto, a tecnologia fotovoltaica é recente em nossa história, onde a primeira célula solar foi uma de selênio, fabricada em 1941, com eficiência de apenas 1% (CABRAL, 2006). A conversão de energia solar em energia elétrica ocorre de maneira silenciosa, sem emissão de gases e sem necessidade de um operador para o sistema (TORRES, 2012). É relevante evidenciar que apenas a componente luminosa da energia solar (fótons) é útil para a conversão fotovoltaica. Dessa forma, a componente térmica da energia solar (radiação infravermelha) é utilizada em outras aplicações, como o aquecimento de água ou a geração de energia elétrica através de sistemas termo solares com concentradores (LAMBERTS et al., 2010). Os sistemas fotovoltaicos já conseguem competir com outras soluções alternativas convencionais de geração de energia, seja ele sozinho ou em associação, principalmente em locais remotos onde a rede elétrica não está disponível, pois são claramente superiores do ponto de vista econômico e ambiental (CASTRO, 2002). A maior demanda dessa energia é encontrada na região Norte e Nordeste, onde os sistemas já são introduzidos como adjuntos para o fornecimento de energia elétrica em postos de saúde, escolas rurais, sistemas de telecomunicação, entre outros (KOLLING et al., 2004). O tipo de sistema mais comum, encontrado nessas regiões, é a geração solar fotovoltaica utilizando sistemas isolados (autônomos), conhecidos como sistema off grid, que são usados para suprir baixa quantidade de energia disponibilizada (MORAES e BARBOSA, 2015). Enquanto o sistema conectado à rede concessionária (on grid), é de pequena utilização no Brasil, pois apresenta um custo elevado e necessita de regulamentação favorável (MORAES e BARBOSA, 2015). Nesse sentido, o estudo consistiu em apresentar uma contextualização sobre um sistema fotovoltaico off grid, apontando as classificações e equipamentos necessários para implementação desse tipo de sistema em residências unifamiliares. O estudo foi realizado na Universidade Federal do Maranhão, no município de Codó, no período de 22 de novembro de 2021 até 31 de outubro de 2022.