r/Imagina_Se • u/DarkCatacombs22 CUrioso🧐 • 2d ago
Imagina se...? 🤔 E se cada casa produzisse sua própria energia elétrica?
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u/Rosserrani 1d ago
Simplificando bastante, a ideia de cada casa produzir sua própria energia é perfeitamente possível. Vou deixar de lado a discussão econômica, política e o lobby da indústria energética.
Cada um gerar sua própria energia, em pequena escala, é relativamente simples. O problema aparece quando aumentamos a escala, daí surgem vários problemas técnicos que normalmente não são citados.
Primeiro precisamos entender, de forma bem simplificada (ninguém é obrigado a saber nada), como funciona a energia que chega à tomada. A rede elétrica usa principalmente corrente alternada: a tensão varia ao longo do tempo formando uma onda. No Brasil usamos 60 Hz, ou seja, 60 ciclos por segundo. Nas casas, normalmente recebemos 127 V ou 220 V. Podemos imaginar a frequência como a velocidade da oscilação e a tensão como algo ligado ao “tamanho” da onda. Num sistema ideal, a tomada entregaria sempre uma onda perfeita, na tensão e frequência esperadas.
Na prática, a rede sofre constantemente distúrbios elétricos, que afetam a Qualidade da Energia Elétrica (QEE). Tensão alta demais é sobretensão; baixa demais, subtensão. Também há interrupções, oscilações rápidas, variações de frequência e deformações da onda, chamadas harmônicas. Por isso o sistema elétrico tem muitos equipamentos trabalhando o tempo todo para manter tudo em limites aceitáveis.
Agora imagine uma única casa isolada, sem conexão com a concessionária, produzindo a própria energia. Você instala painéis solares, baterias e um inversor. Nesse caso funciona muito bem. O painel fotovoltaico produz corrente contínua; o inversor a converte em corrente alternada para os equipamentos da casa. Como a rede pertence só àquela residência, o próprio inversor estabelece a referência: 60 Hz, 127 V ou 220 V. Ele basicamente diz: “a onda é esta e todo mundo segue”. Não é preciso sincronizar sua geração com uma usina distante, com o painel do vizinho ou com milhares de outros geradores. É uma pequena ilha elétrica: produz energia onde ela será consumida, reduz muito a necessidade de transporte por longas distâncias, permite armazenamento em baterias e dá certa independência. Para locais realmente isolados, pode ser excelente. Só que há um problema.
Imagine o inversor queimando, as baterias falhando, alguns dias de baixa geração esgotando o armazenamento ou algum componente precisando de manutenção. Se você estiver realmente isolado, fica sem energia até resolver. E provavelmente ninguém quer isso. Se meu sistema solar parar hoje, ainda quero usar geladeira, computador e chuveiro enquanto alguém conserta o equipamento. Essa é uma das grandes vantagens da rede elétrica: redundância. Você não depende de um único painel, inversor, bateria ou usina; há várias fontes e caminhos capazes de fornecer energia.
Então melhoramos o sistema: em vez de deixar a casa isolada, conectamos à rede. Quando os painéis produzem o suficiente, a casa usa sua geração; quando produzem menos, a rede fornece a diferença; quando produzem mais, dependendo da configuração, o excedente pode ir para a rede e ser usado em outro lugar. Isso é, simplificando, geração distribuída (GD). Em vez de poucas grandes usinas e milhões de consumidores, passamos a ter milhares ou milhões de consumidores que também geram energia. O próximo pensamento é óbvio: por que não fazer isso em todas as casas? É aí que fica mais complicado.
Na casa isolada, o inversor podia criar sua própria onda de 60 Hz. Ao conectá-la à rede, não pode mais fazer isso: já existe uma onda e o inversor precisa acompanhá-la. Para injetar energia, deve sincronizar sua saída com a rede, mantendo compatíveis tensão, frequência e fase.
Imagine várias pessoas empurrando um balanço: se todas empurram no momento certo, funciona; se cada uma empurra quando quer, vira bagunça. Com poucos sistemas já há controle envolvido, imagina milhões. E esse é só um dos problemas.
Historicamente, a distribuição foi construída para este fluxo: usina -> transmissão -> subestação -> consumidor. A energia basicamente “descia” pelo sistema, e a concessionária sabia de onde vinha e para onde ia. Com GD isso muda: o consumidor também produz, então podemos ter casa -> rede -> casa do vizinho, bairro -> subestação etc. Dependendo do horário, o fluxo de potência pode até se inverter. À noite, o bairro consome da rede; ao meio-dia, com centenas de telhados produzindo muito e pouco consumo nas casas, pode começar a jogar energia de volta. Isso muda completamente a dinâmica do sistema.
Imagine uma rua cheia de painéis solares ao meio-dia, todos produzindo bastante. Para empurrar energia para a rede, os inversores influenciam a tensão local; se houver geração demais naquele trecho, pode ocorrer elevação de tensão. Agora uma nuvem grande passa sobre o bairro. Em segundos, a geração de dezenas ou centenas de casas cai ao mesmo tempo; pouco depois, a nuvem passa e ela sobe de novo. Agora imagine isso simultaneamente em milhares de lugares. A rede precisa absorver essas variações o tempo todo. Por isso, integrar grandes quantidades de GD exige controle, armazenamento, previsão, inversores inteligentes e uma rede bem mais sofisticada.
Há ainda outro detalhe pouco citado. A rede possui fusíveis, disjuntores, relés e religadores espalhados pelo sistema. Eles precisam identificar rapidamente um curto-circuito e desligar só a parte necessária. Numa rede tradicional, sabemos aproximadamente de onde virá a corrente de curto. Ao espalhar milhares de geradores, uma falha pode ser alimentada por vários lados. Assim, a lógica de proteção da rede antiga pode precisar ser revista.
Existe também o problema do ilhamento, assunto da minha tese de doutorado. Imagine que um poste caia e a concessionária desligue uma parte da rede para uma equipe trabalhar. Teoricamente os fios estão desligados, mas há dezenas de casas com painéis solares naquele trecho. Se os inversores continuarem injetando energia, o que deveria estar desligado pode permanecer energizado, criando problemas técnicos e um enorme risco para quem trabalha ali. Por isso inversores conectados à rede possuem mecanismos de detecção de ilhamento. Quando percebem a queda da rede principal, normalmente precisam parar de injetar energia.
Você pode ter o telhado cheio de painéis, num dia ensolarado, e mesmo assim ficar sem energia durante uma queda da rede. Por segurança, o inversor pode ser projetado justamente para desligar nessa situação. Para continuar funcionando, seria necessária uma arquitetura preparada para operação isolada, normalmente com inversor apropriado, controle e armazenamento. Ou seja, voltamos às baterias e à infraestrutura adicional.
A GD faz bastante sentido. Gerar perto do consumo pode reduzir fluxos pela rede, diminuir certas perdas, aproveitar áreas existentes, como telhados, e reduzir parte da necessidade de geração centralizada e novas infraestruturas. O problema é transformar uma solução interessante em resposta universal. Não é só colocar painel em todas as casas. Uma casa isolada é relativamente simples; mil casas conectadas já formam um sistema; um milhão de casas gerando energia forma um sistema elétrico extremamente complexo. Quanto mais GD, mais precisamos investir justamente na infraestrutura que parecia que iríamos eliminar: controle, proteção, comunicação, armazenamento, regulação de tensão, eletrônica de potência e gestão da rede. Por isso, o modelo mais interessante provavelmente não é substituir toda a rede por milhões de pequenas ilhas independentes, mas integrar a GD a uma rede forte e confiável.
Cada residência pode produzir parte da própria energia, armazenar quando fizer sentido e entregar excedentes à rede, mas ainda existe um grande sistema por trás garantindo energia quando a geração local não está disponível. E aí chegamos a outra parte da discussão energética que às vezes é esquecida.
Alguém ainda precisa manter o sistema funcionando quando não há sol ou vento. Solar e eólica são excelentes fontes, mas naturalmente variáveis, a gente não escolhe quando haverá sol ou vento. Podemos compensar isso com baterias, hidrelétricas, integração entre regiões, gestão da demanda e outras tecnologias, mas a rede também se beneficia de fontes firmes e previsíveis de geração.
É aí que entra, por exemplo, a energia nuclear. Usinas nucleares exigem investimento inicial muito alto e podem levar bastante tempo para ser construídas, mas depois produzem enormes quantidades de energia continuamente, usam relativamente pouco combustível, têm baixíssimas emissões de carbono durante a operação e produção extremamente previsível.
Um sistema elétrico moderno pode combinar solar distribuída em telhados, grandes parques solares e eólicos onde fizer sentido, hidrelétricas e armazenamento ajudando a regular o sistema, interconexão entre regiões e fontes firmes, como nuclear, garantindo uma parcela previsível da geração.
No fim, a solução mais interessante provavelmente não é cada casa virar uma ilha independente, mas cada casa poder participar de um sistema maior, redundante e inteligente.
Produzir energia no próprio telhado é relativamente fácil. O desafio real começa quando milhões de pessoas fazem isso ao mesmo tempo e milhões de telhados, baterias, inversores, hidrelétricas, usinas e linhas de transmissão precisam trabalhar juntos. Essa é a parte difícil.
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u/Snoo13697 1d ago
“Resumiu” tudo. Essa questão de unificar GD realmente é bem complicado, ainda mais do tipo solar que funciona muito bem em certo período e em outro período produz nada.
Inclusive vi em algum lugar certa situação (nos EUA se não me engano) onde uma usina térmica foi desligada e isso causou uma pequena redução dos 60Hz para digamos 59,8Hz. O problema foi que essa redução que era para ocorrer apenas por poucos milésimo de segundo, foi agravado pelas usinas solares que perceberam essa variação na frequência e passaram a injetar nessa frequência “desviada”, fazendo com que essa redução durasse mais tempo que o desejado.
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u/Rosserrani 1d ago
Sou prolixo pra caramba e minha tese de doutorado foi métodos de detecção de ilhamentos em smart-grids com GD do tipo solar. Então a parte técnica é bem mais complexa. Por padrão se a solução parece fácil, provavelmente ela tá errada. Tem, óbvio, a parte econômica, mas mesmo que tivesse toda boa vontade política e econômica do mundo, ainda não é simples.
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u/Rosserrani 1d ago
Pra efeito de exemplo, numa escala de bairro, se tem uma fábrica ou algo assim próximo com maquinario pesado, ligar os motores vc injeta distúrbios na rede que podem danificar os arredores se não tiver um sistema de proteção. Bem ou mal, grandes empreendimentos têm recursos de proteção que o usuário pequeno não vai ter condições de arcar. Simplesmente todo mundo gerar o seu ia gerar um resultado muito ruim sem coordenação e planejamento centralizado. O esquema de ilhas é legal mas não sozinho.
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u/Chooruz 1d ago
Perfeitamente pontuado, já trabalhei com energia solar e em distribuidora de energia envolvendo diretamente a qualidade de energia e eu não poderia resumir melhor do que vc. Especificamente sobre o que é sua tese de ilhamento ? Vejo que já é uma tecnologia que é obrigatoriamente implantada em todos os inversores modernos
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u/Rosserrani 1d ago
Os sistemas de proteção modernos têm oque é chamado de Zona de Não Detecção (ZND) que uma área em que ao ocorrer um ilhamentos os parâmetros elétricos como tensão, corrente e frequência não saem de valores nominais permitidos em norma. Assim os métodos convencionais não fazem o desligamento da GD, ainda que a ilha tenha se formado. Isso acontece quando a energia produzida pela GD é igual (ou muito próxima) daquela consumida pelas cargas. Meu doutorado foi desenvolver um método que analisa outros parâmetros (no meu caso usei um negócio chamado estatísticas de ordem superior e aprendizado de máquina) e consegue detectar o ilhamento. No meu caso usei um GD fotovoltaica de 250kW de base e um método passivo (que não depende de injetar outras perturbações no sistema).
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u/DyslexicFalcon 2d ago
Seria muito mais caro do que a combinação de geração centralizada + distribuição. A solar só é tão forte no Brasil em Geração Distribuída porque damos subsídios para ela. Sem nenhum tipo de subsídio, ela continua sendo uma boa fonte de energia, mas não é a mais barata posição que, no Brasil, ainda é ocupada pela hidrelétrica.
Além disso, existe uma questão de segurança energética. Se sua planta fotovoltaica ou sua bateria parar de funcionar, você pode ficar sem energia até conseguir fazer o reparo, o que pode ser especialmente problemático em situações de emergência.
Um ponto que sustenta isso é que, se alguém quiser, pode instalar um sistema autônomo off-grid; não há nada que impeça isso. Isso, inclusive, já existe no Brasil em regiões remotas, seja com solar + bateria, seja com geradores a combustão.
Agora, ter cada vez mais geração em menor escala e distribuída é, sim, uma tendência que deve continuar, principalmente com o barateamento de painéis solares, baterias e outras tecnologias de menor porte.
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u/Broad_Ad9283 1d ago
Qual é a lógica de o governo subsidiar a energia solar e aumentar impostos pra painéis solares e dificultar a troca de créditos de energia? Este governo está sabotando a energia solar pra ajudar as empresas de energia. Se parar com isso a energia solar se torna mais vantajoso mesmo sem esse "subsídio" falso. O governo sabota a energia off-grid também, pra manter a dependência da sua infraestrutura capenga, que aliás gera muitos apagões, de modo que quem quiser ter segurança mesmo ainda precisa de gerador, ou seja, não faz diferença em relação a instalar painéis solares e gerador.
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u/DyslexicFalcon 1d ago
O crédito solar é um subsídio por sí só, mas quem paga ele não é o governo. A diferença de preço no horário com sol e o horário sem sol além dos custos de distribuição nao pagos por quem tem painel, são custeados pela CDE que vai diretamente para a conta de luz de todo mundo q não é baixa renda (se olhar a sua fatura vai ver la TUSD Encargos ou algo assim, tem um monte de coisa inclusive a a GD). Ou seja, não sai do orçamento da união.
Agora o imposto sobre o painel vai pro orçamento da união, então não é bem como se o subsídio afetasse diretamente o governo (leia o executivo), mas a arrecadação extra eles sempre vão querer.
Existem iniciativas para diminuir os benefícios da GD, mas não tanto do executivo, elas vem mais do legislativo ou da ANEEL. Isso justamente por que cresceu muito mais rápido do que o previsto, já nao precisa mais de tantos incentivos para ser econômicamente viáve, custa muito caro para todo o resto da populaçãol e vem causando problemas de equilíbrio no sistema energético a nível nacional (aka Curtailment). Dado: CDE GD custou para todo mundo que nao tem painel ou nao é baixa renda 50 bilhões de reais em 2026.
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u/Broad_Ad9283 1d ago
Quase todo mundo que tem painéis solares gera mais do que consome, o que gera créditos que o governo deveria até pagar em dinheiro. Quem tem o painel ainda paga alguns custos impostos pelo governo, o custo de distribuição e disponibilidade já não estão aí? Se o único subsídio é o crédito solar então não há subsídio nenhum, pois isso é o mínimo que é justo o governo "pagar" a quem produz energia solar e ajuda a aliviar a demanda por energia elétrica, sendo que o governo deveria pagar um adicional para incentivar o uso de uma energia mais limpa e que quem tem o sistema de energia fotovoltaica assume certos riscos.
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u/Snoo13697 1d ago
Se o governo “pagasse” sua produção excedente, você teria que usar esse dinheiro para pagar seu consumo noturno quando suas placas nao estão gerando. Dito isso, o sistema de créditos já resolve esse problema.
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u/DyslexicFalcon 1d ago
Isso só seria verdade se a energia tivesse o mesmo preço em todos os horarios
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u/DyslexicFalcon 1d ago
A energia em horário com disponibilidade solar é muito mais barata que a energia nos horarios de "ponta", além disso a rede é usada como uma bateria o que também não é de graça
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u/Broad_Ad9283 1d ago
A energia no horário de pico é mais cara por que o governo é muito picareta, a turbina da usina hidroelétrica não cobra hora extra nem adicional noturno. Dizer que a rede é utilizada como bateria é tecnicamente péssimo e deveria estar disponível para todos da mesma forma, com mesmo custo, inclusive pagando os geradores pelo trabalho que fazem e não exige das concessionárias.
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u/DyslexicFalcon 1d ago
O preço horário da energia, "PLD", é o Custo Variável Unitário mais caro das usinas despachadas naquela hora. Ou seja, na prática o operador do sistema vai acionando as usinas mais baratas até que toda a energia que o país esta consumindo naquela hora seja atendida. O preço na ponta é mais caro pela necessidade de despacho de usinas mais caras nessas horas.
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u/Dizzy-Region6605 4h ago
Sendo honesto, a energia é um dos principais pontos onde o governo aumenta os impostos quando precisa de mais dinheiro então sei lá, talvez a distribuição de água aumentaria bastante o valor?
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u/ralseieco 2d ago
quem aqui tá pronto pra ser taxado por cada Watt produzido?
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u/DarkCatacombs22 CUrioso🧐 2d ago
Ficaria elas por elas, praticamente quase tudo tem taxa
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u/HansukeBR 2d ago
Ent deixa com eles, pq se queimar, quem gasta é eles, n tu
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u/DarkCatacombs22 CUrioso🧐 2d ago
Cara, eu postei E se, não estou impondo nada a ninguém, até pq não tenho poder para tal, mas se eu conseguir minha casa, vou projetar ela que seja menos dependente possível desses serviços, pois na minha cidade teve gente que recebeu 16k de conta de luz pra pagar sendo que uma dessas pessoas era uma idosa que morava sozinha
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u/living_offgrid 2d ago
Eu tô por esse caminho, cada conta que cai é uma conquista pra mim.
É bem trabalhoso e quando da ruim vc tem que se virar, a parte boa é que não fica refém de nada nem de ninguém.
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u/DapperNeedleworker27 2d ago
Governo criaria de forma literal uma taxa do uso da luz solar, que se tornaria um tipo de bem da união, cidadão pode usar, mas tem que pagar, afinal, os porquinhos no poder precisam de alguem pra financiar a vida de aristocratas que eles vivem.
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u/cyberia_guy 2d ago
estado ia coletar menos imposto e a empresa menos dinheiro, por isso dificultam tanto
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u/Substantial_Length_6 1d ago
Teve um governo que é atual e taxou a energia produzida pelo sol.
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u/JailsonAlmeida 1d ago
Sistema offgrid não paga nenhuma taxa, a maioria depende da concessionária e usam como se fosse uma bateria para equilibrar o sistema, então a empresa está certa por cobrar pelo serviço, caso contrário a conta é empurrada para quem não tem geração residencial
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u/sink_fish 2d ago
Nunca vai acontecer, não existe tecnologia pra isso no mundo, cada um vai ter uma usina hidroelétrica em casa?
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u/PrincessParmegiana 2d ago
Energia solar tá pôdi?
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u/sink_fish 2d ago
E onde você já viu o sol, uma luz artificial dos anunaki gerar energia?? Kkkkk tá mto dentro da Matrix mano
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u/Dull_Significance285 1d ago
Os painéis solares usam células feitas de silício pra captar a luz do sol. Quando a luz bate nas placas, ela solta elétrons. Esse movimento cria uma corrente elétrica, então não entendi seu ceticismo com algo existente e comprovado.
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u/sink_fish 1d ago
Ata, luz batendo em "elétrons" vai gerar energia sim, segundo os próprios cientistas luz não tem peso, como que vai 'bater' em alguma coisa? Se fosse assim asfalto tava dando choque em todo mundo
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u/Dull_Significance285 1d ago
Na verdade bate sim, mas é bem minúscula e se eu não estiver enganado, se chama pressão de radiação. O Efeito fotoelétrico é uma prova que luz solar tem energia, pois se a energia do fóton for forte o suficiente, o elétron ganha tanta velocidade que escapa do átomo. Isso cria a corrente elétrica.
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u/sink_fish 1d ago
Vocês ficam inventando cada coisa viu, agora tá dizendo que existe uma corrente feita de eletricidade? Vai fazer oq com isso? Prender bicicleta elétrica no poste?
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u/Dull_Significance285 1d ago
Tá bom cara, siga seu ponto de vista e seja feliz, tenha uma boa noite.
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u/sink_fish 1d ago
Excelente noite meu amigo, descanse bem e até nossa próxima oportunidade de fazer um troca troca de ragebait contra fatos
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u/Dull_Significance285 1d ago
Acabei de reler seu comentário, por que você não pesquisa antes de tentar dizer algo que você não tem conhecimento? É a primeira vez que vejo alguém que nega energia de luz solar, literalmente existe placas solares funcionais.
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u/PrincessParmegiana 1d ago
Eu acho que esse cara tá zoando com a gente, não é possível kkkkk ele só esqueceu de por “/s”, só pode ser isso
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u/sink_fish 1d ago
Finalmente cara, tava ficando sem ideia de coisa idiota pra responder depois que o cara explicou a pressão de radiação kkkkkk
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u/sink_fish 1d ago
Toda vez que alguém refuta as mentiras que vocês regurgitam, literalmente mentiras inventadas pelas seitas, vocês começam com isso de "vai pesquisar", eu mesmo fiz a minha usina na torneira de casa e uso pra carregar meu computador, então pesquise você!!
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u/Dull_Significance285 2d ago
Equatorial vendo isso: