Minha esposa e eu compramos uma casa fora da rede ainda não concluída, cerca de um mês após o bloqueio do COVID-19, e imediatamente começamos a trabalhar na instalação de meia dúzia de painéis solares. Aprendi algumas lições sobre energia solar da maneira mais difícil.
Essa história faz parte CNETZerouma série que narra o impacto das mudanças climáticas e explora o que está sendo feito em relação ao problema.
A motivação para adicionar um sistema de energia solar à sua casa geralmente é simples: reduzir sua conta de luz ou até mesmo ganhar dinheiro com sua concessionária. Talvez você adicione algumas baterias solares para ter backup em caso de uma interrupção prolongada.
Mas se não houver rede na sua localização e a energia solar for a sua principal fonte de energia, você terá um conjunto diferente de motivações e preocupações, incluindo algumas que o forçam a olhar para os fatos básicos sob uma luz totalmente nova.
Meus painéis solares foram inicialmente conectados a – acredite ou não – um par de enormes baterias de carrinhos de golfe de 6 volts, cada uma pesando 83 libras e conectadas em série para criar um sistema de 12 volts, que gera bastante energia de 120 volts. corrente alternada através de um grande inversor. É um sistema modesto para nossa modesta casa.
Meu sistema de energia solar começou a produzir na época do solstício de verão, em junho de 2020, e foi algo verdadeiramente magnífico de se ver. Mas foi apenas o começo: contar com o sol transforma a sua relação com a energia, proporcionando alguns insights inesperados e maior responsabilidade na hora de consumi-la.
A energia solar é mais parecida com água do que mágica
Acionar um interruptor e observar como uma geladeira, um roteador sem fio ou uma lâmpada ganham vida – sabendo que sua energia foi literalmente retirada do ar – é uma maravilha de se ver.
O que está acontecendo dentro daquela tomada de luz? Algum minúsculo computador convertendo elétrons invisíveis em luz visível? Gnomos? Para mim, qualquer uma das explicações já pareceu igualmente provável. Então, um mentor explicou que a eletricidade se comporta como a água – fluindo pelo caminho de menor resistência e enchendo qualquer reservatório ao longo do caminho com energia, seja uma bateria ou uma tela de laptop que drena elétrons.
Desmistificar o poder da eletricidade foi fortalecedor. Poucas coisas são mais agradáveis para mim do que observar o fluxo da água, sejam cachoeiras majestosas ou ondas quebrando. Quando criança, eu gostava muito de construir canais com meus primos usando apenas um balde de água e uma pá de plástico nas margens dos lagos. A revelação de que a eletricidade segue regras semelhantes, mas é invisível e também faz todo o nosso mundo funcionar, é reveladora. Colocá-lo em uso com tecnologia solar que permite coletar, conter e controlar essa energia de forma autônoma é uma mudança de vida.
Coletar sua energia diretamente de uma bola de fogo no espaço pode fazer com que você revisite alguns fatos básicos aprendidos na escola primária, como a forma como o eixo inclinado da Terra nos dá as estações e quantidades variadas de luz solar em diferentes épocas do ano. É tudo geometria básica, na verdade.
Mas na minha nova casa, onde o sol fornece não apenas calor, mas também eletricidade, esta geometria assume um significado totalmente novo.
Acertar o ângulo dos painéis solares pode aumentar a produção de energia.
Como a energia solar mudou minha visão sobre o uso de energia
O que não compreendi quando liguei nosso sistema pela primeira vez no meio do verão foi que ele estava operando em condições ideais, com quase 15 horas de luz solar. Os painéis são inclinados em um ângulo que divide o que é ideal para o solstício de verão e de inverno. Mas, enquanto estava sob o sol de verão e me maravilhava com meu trabalho naquele dia, não percebi outra coisa.
Menos sol no inverno significa menos eletricidade, com certeza. Mas o défice pode agravar-se rapidamente. Pode haver até cinco horas de menos luz solar por dia em dezembro na minha região em comparação com junho. São cinco horas a menos de eletricidade gerada, mas também são cinco horas mais gasto extraindo energia de baterias, que – mais uma vez – têm cinco horas a menos para carregar.
Isto pode parecer bastante óbvio para muitos de vocês, mas muitos de nós passamos a vida na rede e simplesmente pensamos no inverno como uma época em que o sol se põe algumas horas mais cedo do que no verão. Mas quando o sol é a sua fonte de luz e poder, você rapidamente percebe que há uma déficit energético diário total de mais de 10 horas entre o solstício de verão e de inverno para a maioria das pessoas que vivem nos EUA.
Fica pior. No inverno, ficamos dentro de casa a maior parte do tempo para evitar o frio, o que significa que mais luzes, telas, aquecedores e tudo o mais estão drenando mais elétrons preciosos em comparação com o verão. (Ligar um ar condicionado, que não precisamos viver a 7.000 pés, pode equilibrar ainda mais as coisas.) Se você armazenar suas baterias ao ar livre, como fizemos por dois invernos com baterias de chumbo-ácido inundadas em carrinhos de golfe, provavelmente verá seu desempenho também diminui um pouco no frio.
Somando tudo isso, o inverno fora da rede significa menos eletricidade, maior demanda e menor desempenho. Isto para não falar das ocasionais tempestades de neve de vários dias que bloqueiam o sol, cobrem os painéis solares e colapsam todo o sistema. É por isso que temos um gerador reserva que pode funcionar com gasolina ou propano. Tivemos que operá-lo mais do que o previsto em nossos primeiros invernos, especialmente nas profundezas escuras do inverno ou em dias com algumas nuvens ou algumas cargas de roupa para lavar. Em última análise, depender menos do gerador provavelmente exigirá a instalação de mais painéis e/ou capacidade de bateria para capturar o máximo possível de elétrons disponíveis em dias ensolarados.
Cavar para enterrar parcialmente tanques de coleta e armazenamento de água, uma metáfora decente para baterias.
Acontece que a incômoda inclinação axial nos presenteia com estações deliciosas que definem os ritmos da vida, mas no inverno significa menos luz solar, menos calor e menos eletricidade gerada. Isso é especialmente verdadeiro se você não instalar um sistema de rack para seus painéis que permita ajustar seu ângulo para ficar quase vertical, a fim de capturar todos aqueles raios preciosos do sol de inverno que está baixo. Adivinhe o que está no topo da minha lista de atualizações DIY necessárias?
