Uma usina fotovoltaica é uma instalação destinada à geração de energia elétrica por meio da conversão da luz solar em eletricidade. Essa conversão ocorre por meio de painéis solares compostos por células fotovoltaicas, que podem ser instalados em diferentes locais e escalas.
Por ser uma fonte de energia limpa, abundante e renovável, a energia solar vem se consolidando como uma das mais promissoras no cenário energético atual.
Como funciona uma usina fotovoltaica?
O funcionamento de uma usina fotovoltaica tem como base a tecnologia das células fotovoltaicas, geralmente feitas de silício, que compõem as placas solares. Quando a luz do sol incide sobre esses painéis, ocorre o chamado efeito fotovoltaico, um fenômeno que transforma a luz solar em corrente elétrica contínua.
Essa energia gerada em corrente contínua é, então, encaminhada para um equipamento chamado inversor, responsável por convertê-la em corrente alternada, compatível com a rede elétrica convencional e apta a abastecer os imóveis.
Para que essa eletricidade possa ser transportada pelas linhas de transmissão em longas distâncias, é necessário aumentar sua voltagem. Nesse processo, entram em ação os transformadores, que elevam a tensão para níveis muito mais altos, podendo ultrapassar 230.000 volts, garantindo um transporte eficiente para longas distâncias.
A seguir, você verá mais detalhes de como funcionam as etapas do processo de geração e distribuição de energia.
Principais componentes de uma usina fotovoltaica
Uma usina fotovoltaica tem diversos componentes que trabalham juntos para captar, converter e distribuir a energia solar.
- Painéis solares: são responsáveis por captar a luz do sol e convertê-la em eletricidade. Compostos por células fotovoltaicas, geralmente feitas de silício, os painéis geram corrente elétrica contínua (CC) quando expostas à irradiação solar.
- Inversores solares: têm a função de converter a corrente contínua (CC) produzida em corrente alternada (CA), compatível com os equipamentos elétricos e com a rede de distribuição.
- Estrutura de suporte: é o componente responsável por sustentar os painéis solares com segurança, manter o posicionamento ideal para maximizar a captação da luz solar e também oferece proteção contra intempéries, como vento e chuva.
- Sistemas de armazenamento (baterias): permitem armazenar o excedente de energia gerado durante o dia, possibilitando seu uso à noite ou em períodos de baixa irradiação solar. São mais comuns em sistemas off-grid ou híbridos.
- Conectores e cabos: são responsáveis por conectar todos os componentes do sistema fotovoltaico, conduzindo a eletricidade de forma segura e eficiente, com perda mínima de energia.
Processo de geração e distribuição de energia
O funcionamento de uma usina fotovoltaica envolve diversas etapas, que vão desde a captação da luz solar até a distribuição da energia elétrica. A geração acontece por meio do efeito fotovoltaico, no qual a luz do sol é convertida em eletricidade.
Essa energia, inicialmente gerada em corrente contínua, passa por um inversor que a transforma em corrente alternada, compatível com a rede elétrica. Em seguida, transformadores elevam sua tensão, facilitando o transporte por longas distâncias.
Depois disso, a energia é injetada na rede elétrica para abastecer residências, comércios e indústrias. Sistemas inteligentes de gerenciamento e tecnologias como os smart grids monitoram essa distribuição, equilibrando oferta e demanda de forma eficiente.
Quando conectada à rede convencional, a energia solar excedente pode ser convertida em créditos que reduzem a conta de luz do consumidor.
Tipos de usinas fotovoltaicas
As usinas fotovoltaicas são flexíveis na sua montagem e podem ser instaladas em diferentes formatos, aproveitando, inclusive, a superfície da água. Quer entender como?
Usinas fotovoltaicas com sistemas de armazenamento
As usinas fotovoltaicas com sistemas de armazenamento garantem o suprimento de energia contínuo e ajudam a equilibrar a oferta e a demanda ao longo do dia. Além disso, proporcionam maior autonomia e segurança energética ao reduzirem a dependência da rede elétrica.
Essas usinas utilizam baterias para armazenar a energia gerada durante o dia. Isso permite seu uso à noite ou em períodos de baixa radiação solar, como dias nublados ou chuvosos.
Usinas fotovoltaicas híbridas
As usinas fotovoltaicas híbridas combinam diferentes fontes de geração de energia, como solar, eólica e geradores a diesel. O objetivo é garantir um fornecimento contínuo de eletricidade, mesmo em locais isolados ou com acesso limitado à rede elétrica convencional.
Um exemplo comum é o sistema híbrido solar-diesel, no qual os geradores a diesel entram em ação quando a produção fotovoltaica é insuficiente para atender à demanda. Além disso, sistemas de armazenamento de bateria e gerenciamento de energia podem ser implementados para otimizar o sistema.
Usinas fotovoltaicas centralizadas
As usinas fotovoltaicas centralizadas são grandes implementações destinadas à geração em larga escala, geralmente operadas por concessionárias ou empresas do setor energético.
Com isso, esses sistemas são instalados em locais com alta incidência solar e têm milhares de painéis solares organizados em fileiras sobre grandes áreas de terreno. Toda a energia gerada por essa usina fotovoltaica é enviada para a rede elétrica, contribuindo diretamente para o abastecimento nacional.
Usinas fotovoltaicas distribuídas
As usinas fotovoltaicas distribuídas, por outro lado, são de menor escala, para geração de energia para consumo próprio. Desse modo, os sistemas fotovoltaicos são instalados, geralmente, em residências, comércios e até mesmo em propriedades rurais.
Esse modelo descentralizado reduz a dependência da rede elétrica e contribui para a diminuição das perdas de transmissão, pois a energia é consumida no mesmo local em que é gerada. Há, ainda, a possibilidade de injetar o excedente na rede pública, gerando créditos energéticos para o consumidor.
Vantagens e desvantagens das usinas fotovoltaicas
A redução do impacto ambiental e a longa vida útil dos equipamentos, o que prolonga o lucro sobre esse investimento, são vantagens inegáveis de uma usina solar. Por outro lado, a intermitência na geração e o custo de instalação podem ser desafios importantes do setor.
Vamos entender mais sobre cada uma das vantagens e desvantagens das usinas fotovoltaicas!
Vantagens das usinas fotovoltaicas
- Energia limpa e renovável: as usinas solares contribuem para a mitigação das mudanças climáticas e promovem uma matriz energética mais sustentável;
- Baixo impacto ambiental durante a operação: as usinas solares praticamente não geram poluição sonora, não emitem resíduos tóxicos e não afetam os recursos hídricos;
- Rapidez na instalação: comparada a usinas de outras fontes, como as hidrelétricas, a construção de uma usina solar é consideravelmente mais rápida, podendo ser finalizada em poucos meses, dependendo da escala;
- Vida útil longa e baixo custo de manutenção: os equipamentos fotovoltaicos, especialmente os painéis, têm vida útil que pode ultrapassar 25 anos, garantindo produção prolongada de energia com pouca degradação e custos de reparo;
- Integração com outras fontes: a energia solar pode, ainda, ajudar a suprir a demanda energética de outras fontes, como a hídrica em períodos de seca, funcionando como fonte complementar e reforçando a segurança energética;
- Reduz perdas de transmissão: quando a energia é gerada próxima ao ponto de consumo, como em sistemas distribuídos, há uma redução significativa nas perdas técnicas durante o transporte da eletricidade;
- Preços cada vez mais competitivos: com a expansão desta tecnologia e incentivos fiscais, os custos dos equipamentos fotovoltaicos vêm caindo ano após ano, tornando a energia solar mais acessível;
- Diversificação energética: reduz a dependência de fontes não renováveis e a volatilidade dos preços de energia.
Desvantagens das usinas fotovoltaicas
- Intermitência da geração (dependência de condições climáticas): a geração de energia solar depende da presença do sol. Com isso, em dias nublados, chuvosos ou durante a noite, a produção tende a ser reduzida;
- Necessidades de grandes áreas para instalação: usinas solares de grande porte demandam vastos terrenos, o que pode representar um desafio em regiões densamente povoadas ou com limitações ambientais, além de exigir uma infraestrutura robusta;
- Custo inicial de implementação: apesar de estar mais acessível, essa infraestrutura ainda requer um investimento inicial para a instalação. Para isso, é preciso planejamento financeiro ou recorrer a linhas de crédito específicas;
- Desafios de conexão à rede em áreas remotas: em regiões distantes dos centros urbanos, a infraestrutura de conexão à rede pode ser inexistente ou insuficiente, o que dificulta o transporte eficiente da energia gerada;
- Necessidade de sistemas de armazenamento: para o fornecimento contínuo de energia, é fundamental contar com baterias de armazenamento, o que encarece o projeto.
Quanto custa implementar uma usina fotovoltaica?
O valor de investimento de uma usina fotovoltaica envolve os custos de aquisição dos equipamentos para a implementação do sistema, da mão de obra, conexão à rede e outros fatores, como licenciamento ambiental.
Além disso, é importante considerar que a escala da usina, a irradiação solar local, a qualidade e tecnologia dos equipamentos, topografia do terreno e até mesmo a distância até a rede elétrica impactam neste investimento.
Uma usina solar com capacidade de 1 MW custa, em média, quatro milhões de reais. Não é um investimento barato, mas é válido considerar que é significativamente mais baixo do que comparado ao de outras fontes.
Depois de instalada, os custos operacionais são baixos e, com limpeza e inspeção periódicas, o sistema pode operar por décadas com alta eficiência. Isso se traduz em um rápido payback, especialmente em regiões de alta incidência solar, como no Nordeste, que apresentam alto desempenho na geração.
Sem contar que, com os avanços tecnológicos e a ampliação desta alternativa de energia renovável, os custos continuam em queda, tornando o investimento cada vez mais atrativo. E você pode, ainda, contar com linhas de crédito específicas para financiar o investimento.
Principais usinas fotovoltaicas no Brasil
O Brasil se destaca no cenário mundial quando o assunto é o aproveitamento da energia solar. Segundo a ANEEL, o país conta com mais de 21 mil usinas fotovoltaicas instaladas e mais de 3 milhões de unidades na modalidade de geração distribuída (GD).
A geração de energia solar no Brasil superou a marca de 55 GW de potência operacional instalada em 2025, representando cerca de 22% de toda a capacidade instalada da matriz energética. Esse valor coloca a energia solar no Brasil como a segunda maior fonte do país em termos de potência instalada.
A maior parte (37,6 GW) vem de geração própria e o restante, cerca de 17,6 GW, vem das grandes usinas solares conectadas ao Sistema Interligado Nacional (SIN). Algumas das principais usinas solares do país em operação são:
- Parque Solar Janaúba — 1,2 GWp, em Minas Gerais, o maior parque do Brasil;
- Parque Solar São Gonçalo — 864 MWp, em São Gonçalo do Gurguéia–PI;
- Complexo Solar Futura — 837 MWp, em Juazeiro–BA;
- Complexo Sol do Cerrado — 766 MWp, em Jaíba–MG;
- Complexo Solar Fotovoltaico Lar do Sol — 495 MWp, em Pirapora–MG.
Segundo projeções da ABSOLAR (Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica), ainda em 2025, a capacidade instalada de energia solar por aqui deve ter um crescimento de 25%. A queda nos preços dos sistemas é um dos fatores que tem impulsionado ainda mais esta fonte de energia.
Como a energia solar está transformando o futuro?
A transição energética já é uma realidade com a implementação de novas fontes de energia mais limpas e sustentáveis. Esse fato, aliado ao avanço tecnológico de sistemas fotovoltaicos e àa queda nos custos de instalação, faz com que a energia solar cresça exponencialmente.
Não podemos deixar de mencionar o papel das políticas públicas e dos incentivos governamentais nessa expansão. Linhas de financiamento, isenção de impostos e programas de compensação de energia tornaram a energia solar mais acessível, tanto para consumidores residenciais quanto para empresas e investidores.
Com isso, a energia solar se consolida como uma peça-chave para um futuro mais verde e para promover eficiência energética. Essa é uma solução para que a produção e o consumo de eletricidade caminhem lado a lado com a preservação do meio ambiente e a promoção do desenvolvimento social, econômico e sustentável.
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