Onde é que fica o Norte?

Desde pequenos aprendemos que o Sol nasce no Leste e se põe no Oeste… então, porque tenho que saber onde é o Norte?

Sem querer explorar o óbvio, a matéria prima de um sistema de energia fotovoltaico é o Sol, então, quanto mais exposto o sistema fotovoltaico ficar exposto a luz solar melhor. Tudo que abordarmos aqui vale para as regiões localizadas abaixo da linha do equador.

A figura a seguir representa a rotação da Terra e a translação ao redor do Sol.

 

 

A maior parte do território brasileiro encontra-se abaixo da linha do equador, portanto para um melhor aproveitamento da energia do Sol devemos ter os módulos do sistema orientado para o Norte.

Esta recomendação aplica-se tanto a sistemas de aquecimento de água como para sistemas fotovoltaicos. O posicionamento é fundamental para o bom rendimento do sistema seja para aquecimento ou para geração de energia. A mesma preocupação com a orientação deve ser considerada nos projetos de arquitetura bioclimática com utilização da energia solar passiva, mas isso é assunto para outro post.

 

O melhor aproveitamento da energia solar se dá quando a incidência dos raios solares atingem os módulos de forma perpendicular. Então a melhor orientação é Norte com a inclinação próxima a Latitude do local. Isto permitirá o melhor rendimento do módulo fotovoltaico. No caso da energia térmica deve-se somar 10º a latitude local, pois busca-se privilegiar a captação solar durante o inverno, quando o Sol tem sua trajetória mais próxima ao horizonte.

Mas e o tal do Norte Verdadeiro (Geográfico) e o Norte Magnético…

Algo que a gente sempre conviveu, mas raramente nos atentamos… O Norte que vemos nos ponteiros das bússolas magnéticas (não dos aplicativos dos smartphones) é chamado de Norte Magnético e é diferente do Norte Verdadeiro, também denominado Norte Geográfico que é determinado pela astronomia.

A diferença (ângulo) entre o Norte Magnético e o Norte Verdadeiro é chamada de declinação magnética. E para ficar mais interessante a declinação magnética não é um valor constante, pois o Norte Magnético varia sua posição ao longo do tempo. Isto é, a declinação magnética depende da posição (latitude e longitude) e da data! Neste post não tenho a intenção de mostrar as formas de calcular a declinação, mas apenas de alertar que, tanto o sistema solar de aquecimento como o de geração fotovoltaica devem ser orientados para o Norte Verdadeiro.

Para efeito de exemplo, veja abaixo a declinação magnética aproximada para algumas cidades brasileiras na data de 9/2/2017.

• Brasilia / DF – valor de:   – 21,5º
• Curitiba / PR – valor de:   – 19,2º
• Manaus / AM – valor de:   – 15,4º
• Recife / PE – valor de:   – 22,2º
• Rio de Janeiro / RJ – valor de:   – 22,7º
• São Paulo / SP – valor de:  – 21, 3º

Nota: A declinação magnética com valor negativo indica que o Norte Verdadeiro está a direita do Norte Magnético.

Durante o projeto e a instalação a orientação deve levar em consideração a declinação magnética.

Para facilitar a vida… (obrigado aos funcionários do Observatório Nacional!!!)

O cálculo da declinação magnética não é complicado, mas demanda um conhecimento específico e leitura de tabelas e operações básicas da matemática. Mas para facilitar nossas vidas…

Para calcular a declinação magnética em qualquer lugar do mundo existe um software desenvolvido pelo Observatório Nacional, muito simples de utilizar, intuitivo e de grande auxílio para calcular a declinação em qualquer ponto da terra baseado na latitude e longitude e data. O software pode ser acessado através do link Astro. Veja o vídeo tutorial clicando aqui. Os valores acima foram calculados utilizando o Astro (fácil de usar).

Meu telhado não está voltado para o Norte Verdadeiro… então não serve para instalar um sistema fotovoltaico?

A orientação ideal, no hemisfério sul, é voltada para o Norte Verdadeiro, mas caso tenha alguma variação isso vai implicar em perda de rendimento.

Existem maneiras de calcular, com razoável precisão, as perdas devido a orientação/inclinação dos módulos fotovoltaicos, mas de forma genérica e aproximada as perdas direcionais podem ser resumidas da seguinte maneira (no hemisfério Sul):

• Telhados com orientação para Nordeste (NE) ou Noroeste (NO) podem ter perdas entre 3% e 8%;
• Telhados com orientação Leste (L) ou Oeste (O) podem ter perdas mais significativas entre 12% e 20%; e
• Telhados com orientação para o Sul (S) devem ser evitados.

Como observamos, uma orientação diferente da ideal pode ser compensada com o aumento do número de módulos ou utilizar módulos onde combinem uma potência mais adequada e eficiência maior.

Então, seu telhado, possivelmente, vai poder receber um sistema fotovoltaico 🙂

Conclusão

A orientação e a inclinação são fundamentais para determinar o rendimento de um sistema fotovoltaico. Portanto, preste atenção na hora de pensar onde instalar o seu sistema e se você pretende construir… que tal deixar um telhado com a inclinação adequada e com a orientação para o Norte Verdadeiro? Certamente vai facilitar sua instalação fotovoltaica.

No próximo post da série “Energia solar fotovoltaica – o que preciso saber?” vou abordar o tema de como a tecnologia pode influenciar os sistemas fotovoltaicos.

Quer saber mais? Deixe um comentário e vamos entrar em contato com você.

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