Elétrica

Como calcular a quantidade de placa solar para ar condicionado

Mardey Costa
Escrito por Mardey Costa em 28/03/2022
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Você sabe como calcular a quantidade de placa solar para ar condicionado?

Neste artigo, você vai descobrir a quantidade de placa solar para ar condicionado em uma residência.

E também vamos aprender como calcular o consumo mensal de um ar condicionado, o custo da instalação solar fotovoltaica e qual será o retorno desse investimento.

Portanto, se você quer aprender mais sobre esse assunto, então continue lendo esse artigo. Nele você vai aprender sobre:

E se você gostou do que vem por aí, então não deixe de compartilhar este artigo com seus amigos nas redes sociais, para que eles possam aprender como calcular a quatidade de placa solar para ar condicionado.

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5 passos para calcular a quantidade de placa solar para ar condicionado

No primeiro passo vamos aprender como calcular o consumo mensal do ar condicionado dessa residência.

No segundo passo vamos aprender como calcular a quantidade de placa solar para ar condicionado do quarto dessa residência.

No terceiro passo, vamos explicar o valor que será economizado após a instalação da placa solar para ar condicionado e o custo total do sistema fotovoltaico.

E no quarto passo, vamos calcular o payback ou quanto tempo necessário para quitar a compra do sistema fotovoltaico do ar condicionado.

E no último passo, faremos algumas observações importantes sobre linhas de créditos disponíveis para energia solar que você precisa saber.

Então vamos começar agora pelo primeiro passo.

Passo 1: Calcular o consumo mensal de placa solar para ar condicionado

Neste caso, vamos considerar que foi adquirido um ar condicionado de 9000 BTU da marca LG para uma instalação residencial de 220V, confira abaixo.

Na imagem abaixo podemos verificar o modelo do ar condicionado LG Dual Inverter Voice split frio 9000 BTU branco 220V S4-Q09WA51A, confira.

Esse modelo de ar condicionado foi escolhido porque é considerado uma boa opção para quartos ou apartamentos pequenos e ainda pode ser gerenciado pelo wifi.

E fazendo uma busca rápida na internet, verificamos que ele está disponível no site do Mercado Livre por apenas R$ 1760,00.

Neste caso, o nosso ar condicionado escolhido possui as seguintes especificações técnicas:

  • Potência térmica: 9.000 BTU
  • Função: Frio
  • Tensão nominal: 220 V (Volts)
  • Corrente nominal: 4,63 A (Ampères)
  • Potência de refrigeração: 815 W (Watts)

Antes de calcular a quantidade de painéis solares fotovoltaicos para o nosso ar condicionado, precisamos determinar o consumo do ar condicionado.

Neste caso, precisamos calcular quanto gasta um ar condicionado de 9000 BTU da LG, respondendo às perguntas abaixo.

  • Qual a média de consumo kWh do aparelho;
  • Qual a quantidade de horas usadas por mês;

E com base nessas informações que faremos os cálculos abaixo, confira abaixo

Quanto gasta um ar condicionado de 9000 BTU para determinar a quantidade de placa solar para ar condicionado

Neste caso, o nosso objetivo é descobrir qual a média de consumo em kWh do ar condicionado LG de 9000 BTU.

Analisando o selo do INMETRO e do Procel abaixo, é possível visualizar que o nosso ar condicionado consome 17,1 kWh/mês.

Isso significa que de acordo com o Inmetro, ele consome 17,1 kW ligado apenas por uma hora por dia e considerando um ciclo de trinta dias.

Agora vamos descobrir quantas horas esse ar condicionado ficará ligado todos os dias, confira.

Qual a quantidade de horas de uso por dia para determinar a quantidade de placa solar para ar condicionado

Neste caso, então vamos considerar uma noite de sono completa que dura geralmente oito horas.

Essa é uma recomendação baseada em critérios científicos que comprovam que um ser humano deve dormir no mínimo oito horas por dia.

Então o cálculo do consumo mensal do ar condicionado será de:

  • Consumo mensal = kWh * X horas/dia
  • Consumo mensal =  17,1 kW * 8 horas/dia
  • Consumo mensal =  137 kWh/mês

Isso significa que o nosso ar condicionado de 9000 BTU da LG ligado 8 horas por dia durante 30 dias de um mês irá consumir 137 kWh.

Nós já fizemos um artigo completo que explica como fazer o cálculo solar fotovoltaico de uma residência com três ar condicionados.

Se você quiser aprender passo a passo, então acesse este artigo para saber mais.

Agora vamos para o segundo passo e calcular a quantidade de painéis solares que serão necessários para o consumo mensal desse ar condicionado, confira abaixo.

Passo 2: Calcular a quantidade de placa solar para ar condicionado

Para fazer o cálculo da quantidade de placa solar para ar condicionado, vamos iniciar definindo onde será feita a instalação de todo esse sistema fotovoltaico.

Nosso sistema fotovoltaico para o ar condicionado será instalado em uma residência localizada na região sudeste do Brasil, no estado de Minas Gerais.

E o consumo do ar condicionado será de 137 kWh por mês para apenas um ar condicionado instalado.

E o tipo de instalação de sistema solar fotovoltaico para o ar condicionado será o modelo On Grid que é o mais usado em residências.

Mas se você ainda não conhece os tipos de sistemas fotovoltaicos, saiba que nós já fizemos um artigo completo explicando também sobre o inversor solar passo a passo.

Ou confira abaixo uma breve explicação sobre os 2 tipos de sistemas On Grid e Off Grid.

Placa solar para ar condicionado em sistemas On Grid

Para a instalação da energia solar fotovoltaica do nosso ar condicionado usaremos o tipo On Grid é conectado à rede elétrica da distribuidora de energia da sua região.

Isso acontece porque nos momentos em que não há geração, utiliza-se da rede da concessionária.

Ele é o modelo mais utilizado em todo o mundo principalmente para instalações fotovoltaicas em residências.

Diferente do sistema solar fotovoltaico On Grid, também temos um tipo de sistema que não é não conectado à rede elétrica, confira abaixo.

Placa solar para ar condicionado em sistemas Off Grid

Esse tipo de sistema solar fotovoltaico produz a energia sem que o sistema seja conectado à rede elétrica.

Na prática, ele garante o armazenamento de energia solar por meio de baterias solares para momentos em que não há produção.

Isso acontece porque esse tipo de sistema fotovoltaico é ideal para lugares mais remotos onde não há rede elétrica.

Ou caso haja intenção de manter o sistema de eletricidade funcionando ou um determinado equipamento específico, mas desligado da rede elétrica da concessionária.

Depois de escolher o sistema solar fotovoltaico do ar condicionado da nossa residência, então vamos seguir o cálculo abaixo.

Calculando a quantidade de placa solar para ar condicionado

Neste segundo passo, nós vamos descobrir a quantidade de placa solar para ar condicionado onde o nosso consumo é de 137 kWh por mês.

E vamos começar usando a seguinte fórmula para saber quanto de energia será gerado por cada placa solar para ar condicionado, confira:

Energia = potência da placa solar x tempo x rendimento

Mas para fazer esse cálculo acima, precisamos entender o que é a potência da placa solar, qual o tempo de radiação solar do painel solar e o seu rendimento, confira abaixo.

Potência da placa solar para ar condicionado

O primeiro fator importante é que existem vários tipos, formatos e tamanhos de painéis solares disponíveis no mercado.

E cada painel solar tem uma potência que determina a quantidade máxima de energia que ela consegue gerar em condições climáticas favoráveis.

Por isso, neste exemplo, vamos considerar a instalação da placa solar para ar condicionado de 340 W da Elgin, confira abaixo.

Placa solar para ar condicionado da fabricante Elgin

E esta placa solar possui as seguintes características abaixo:

  • Módulo: Policristalino
  • Quantidade de células: 72 células
  • Potência: 340 Wp
  • Dimensões: 1956 x 992 x 40mm
  • Peso: 23 kg
  • Tensão máxima de trabalho: 1000Vcc
  • Temperatura de Operação: -40 até 85ºC
  • Temperatura ambiente de operação: 45ºC (+ou- 2ºC)
  • Tensão de circuito aberto (VOC): 46,4V
  • Corrente de curto circuito: 9,29A
  • Tensão de potência máxima: 37,9V
  • Corrente de potência máxima: 8,98A
  • Eficiência do módulo: 17,5%

Neste exemplo, a placa solar de 340 W de potência foi escolhida por ser considerada um dos modelos mais comuns.

Entretanto, você pode encontrar vários outros modelos diferentes no mercado que podem gerar até 550Wp de energia por dia.

Neste caso, essa placa solar para ar condicionado da Elgin está disponível no Mercado Livre por R$ 925,00 cada unidade.

Mas é importante destacar que as placas não geram energia o tempo todo, é o caso da noite e dias nublados onde a energia gerada é muito baixa.

Por isso, precisamos entender agora qual é o tempo de radiação solar da nossa placa solar para ar condicionado, confira abaixo.

Tempo de radiação da placa solar para ar condicionado

Neste caso, nós precisamos entender que algumas regiões do Brasil possuem incidência solar mais forte em relação às outras.

Na tabela abaixo é possível visualizar a média de radiação solar diária por cada região, confira.

RegiãoMédia da irradiação solar (em kWh/m²)
Nordeste5,9
Centro-Oeste5,7
Sudeste5,6
Norte5,5
Sul5,0

A tabela acima foi extraída do Atlas Brasileiro de Energia Solar, divulgado pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe).

E como a placa solar para ar condicionado da nossa residência está localizada na região Sudeste do Brasil, então ela possui uma média de radiação solar de 5,6 kWh/m².

Agora vamos descobrir o que é e qual é o rendimento da placa solar para ar condicionado da nossa residência, confira abaixo.

Rendimento da placa solar para ar condicionado

Outro detalhe importante sobre a placa solar para ar condicionado, é que ela não consegue atingir um rendimento máximo de 100% de sua capacidade de geração de energia.

E isso acontece devido a questões mais técnicas como o material usado na construção da placa ou questões envolvidas na instalação da placa solar como a sua direção e inclinação.

E sabemos que no Brasil, a direção ideal de cada placa solar para ar condicionado ou instalações em geral é voltada para o norte, e a inclinação deve ser a mesma da localidade onde ele é instalado.

No geral, no cálculo da instalação da placa solar para ar condicionado do tipo On Grid da nossa residência, devemos sempre considerar uma perda energética de 20% em nossos cálculos, confira abaixo.

Energia gerada pela placa solar para ar condicionado

Para calcular a energia gerada de cada placa solar para ar condicionado, devemos considerar que a placa solar tem uma potência de 340 Wp.

E essa placa solar estará exposta a uma radiação solar útil e diária de 5,6 horas e com as perdas de 20% do sistema.

Confira abaixo, como ficará o cálculo de energia gerada para cada placa solar para ar condicionado.

  • Energia = potência do painel solar x tempo x rendimento
  • Energia = 340 x 5,6 x (1 – 0,20) 
  • Energia = 1.523,4 Watts-hora (Wh)
  • Energia =  1,52 kWh/dia

Isso significa que cada placa solar de 340W irá gerar 1,52 kWh de energia por dia.

Mas se a nossa placa solar gera 1,52 kWh por dia, então se multiplicado por 30, podemos descobrir a geração de energia em durante um  mês.

Confira abaixo qual será a energia gerada pela placa solar para ar condicionado durante um 30 dias.

  • Energia = 1.52 kWh x 30 dias
  • Energia = 1.52 kWh x 30 dias
  • Energia =  46 kWh/mês

Isso significa que apenas uma placa solar para ar condicionado da nossa residência irá produzir cerca de 46 kWh por mês de energia ao nosso sistema solar fotovoltaico.

Mas se o nosso ar condicionado tem um consumo mensal de 137 kWh por mês, então quantas placas solares seriam necessárias, é o que vamos conferir agora.

Cálculo da quantidade de placa solar para ar condicionado da nossa residência

Neste caso, sabemos que um ar condicionado da nossa residência pode consumir uma média de 137 kWh por mês e cada placa solar pode produzir até 46 kWh por mês.

Então, se dividirmos 137 kWh por 46 kWh, encontraremos a quantidade necessária de placas solares.

  • Qtd de placas solares = 137 kWh / 46 kWh
  • Qtd de placas solares = 3 placas solares

Isso significa que pelos nossos cálculos acima deveríamos ter no mínimo 3 placas solares que irão produzir até 138 kWh por mês.

Mas a recomendação correta seria ter ao menos 4 placas solares para esse ar condicionado.

Isso acontece porque 3 placas solares iriam gerar no máximo uma estimativa de 138 kWh por mês, que é o mesmo valor da demanda mensal.

E se por algum motivo você aumentar a sua demanda mensal, mesmo que seja por alguns períodos, ele não será mais capaz de suprir essa demanda.

Mas essa é apenas uma recomendação, e você pode usar a energia da concessionária para complementar o seu consumo mensal.

E depois de calcular o consumo de energia de um ar condicionado e determinar a quantidade de placas solares, você deve estar interessado em saber o custo total dessa instalação.

Então qual seria o custo para implementar esse sistema fotovoltaico exclusivo para um ar condicionado, é o que vamos conferir agora.

Passo 3: calcular o valor da instalação de placa solar para ar condicionado

Nossa instalação fotovoltaica terá 4 placas solares que irão produzir até 184 kWh/mês que é mais do que o suficiente para a demanda do nosso ar condicionado.

E analisando de forma rápida cada painel solar da marca Elgin que vimos acima vai custar cerca de R$ 925,00.

Isso significa que ao comprar as 4 placas solares para o ar condicionado, teremos um custo inicial de aproximadamente R$ 3.700,00.

Mas nosso cálculo é baseado no valor unitário e você consegue comprar um conjunto de placas de uma só vez e conseguir um bom desconto.

Potência do inversor solar conforme a quantidade de placa solar para ar condicionado

O inversor solar é responsável pela conversão da corrente contínua para corrente alternada.

E é um equipamento essencial para o funcionamento do nosso sistema solar fotovoltaico.

Na prática, o tamanho de um sistema fotovoltaico é igual à potência total das placas solares, e não a potência do inversor fotovoltaico.

Neste caso, então qual seria a potência do nosso inversor fotovoltaico com 4 placas de 340 Wp, é o que vamos calcular agora, confira.

  • Potência do inversor solar = 340 Wp * 4 placas
  • Potência do inversor solar = 1360 Wp
  • Potência do inversor solar = 1,36 kWp

Isso significa que na instalação do sistema solar fotovoltaico deve ter um inversor solar do tipo On Grid de 1,36 kWp de potência.

Mas na maioria dos casos será muito comum o uso do inversor solar de maior capacidade.

Isso acontece devido ao fabricante que produz modelos padronizados como inversor solar de 2 kWp, 5 kWp ou superiores.

E também caso o cliente tenha interesse em expandir o sistema solar fotovoltaico e apenas adicionar algumas outras placas solares à sua instalação.

Tipos de inversor solar conforme a quantidade de placa solar para ar condicionado

Por exemplo, na imagem abaixo é possível visualizar um modelo de um inversor solar Mic1500tl-x do tipo On Grid da Growatt de 1,5 kWp e monofásico com saída para rede elétrica de 220 Volts e 1mppt Monitoramento.

Você pode conferir abaixo as principais características desse inversor solar abaixo, confira:

Dados de entrada:

  • Tensão máx. de entrada 500 VCC
  • Área de tensão MPP 50~500 VCC
  • Tensão nominal de entrada 250 VCC
  • Corrente DC máxima por MPPT 13A
  • Corrente de curto DC máxima por MPPT 16A
  • Rastreadores de MPP 1
  • Arranjo por MPPT 1

Dados de saída

  • Potência nominal de saída 1.5KW
  • Tensão nominal 230V (180V-280V)
  • Frequência nominal 60Hz
  • Corrente máx. de saída 7.5A
  • Eficiência máxima 97.2%
  • THDi <3%

Esse inversor solar está disponível na internet por R$ 1793,00 na Loja EletroMalu., mas você deve pesquisar na loja da sua preferência e procurar sempre por marcas de confiança.

Mas ao invés de comprar vários produtos e equipamentos separados, o cliente pode adquirir o kit de energia solar com todos esses equipamentos necessários, confira abaixo.

Preço do kit de energia solar com placa solar para ar condicionado

O kit energia solar fotovoltaico é um conjunto de equipamentos e materiais necessários para a instalação de sistema fotovoltaico.

Na imagem abaixo é possível visualizar o exemplo de um kit de energia solar de 1,65 kWp da WEG para instalação em telhados cerâmicos de uma residência, confira.

Na tabela abaixo, você consegue verificar a lista técnica de materiais e equipamentos do Kit de energia solar 1,65 kWp da Weg.

QuantidadeMateriais e equipamentos
5MODULO SOLAR FOTOVOLTAICO 340W SILICIO MONOCRISTALINO CHSM6612M/HV 340W
1INVERSOR SOLAR SIW300H M020
2PROTETOR SURTOS SPW-275-20
3KIT CONECTOR SOLAR 1100VCC L H4-R
50CABO UN PO/NH 1X6MM² 120°C VM 1,5KV
50CABO UN PO/NH 1X6MM² 120°C PT 1,5KV
1MINIDISJUNTOR TERMOMAGN MDW-B16-2
2KIT ESTRUTURA METALICA PARA TELHADO CERAMICO 3 MODULO(S) SOLAR(ES) 40MM RETRATO
1CAIXA PAPELAO KRAFT ONDA DUPLA

Ao comprar o kit de energia solar, o cliente adquire um conjunto de painéis solares, o inversor solar, a String Box, a estrutura de fixação das placas e outros materiais necessários à instalação.

Se você gostaria de saber mais sobre o kit de energia solar, então confira este artigo que fizemos para você.

Neste caso, vamos supor que o cliente decidiu escolher um kit energia solar On Grid e descobrir a quantidade de placa solar para ar condicionado na sua residência.

E neste caso, foi calculado que esse ar condicionado terá um consumo médio mensal de aproximadamente 137 kWh por mês com inversor solar de 1,36 kWp de potência.

Tabela de preços do kit de energia solar

Neste caso, na tabela abaixo você consegue conferir uma estimativa dos valores de kits mais comuns de energia solar fotovoltaica.

Tipo de kit energia solarValor
Kit de Energia Solar Residencial de 1,5 kWpR$ 5.500,00
Kit de Energia Solar Residencial de 2,23 kWpR$11.249,00
Kit de Energia Solar Residencial de 4.9 kWp R$20.009,00
Kit de Energia Solar Residencial de 6.23 kWp R$ 23.819,00
Kit de Energia Solar Residencial de 8.9 kWpR$33.179,00
Kit de Energia Solar Residencial de 12,02 kWp R$42.689,00

Mas é importante destacar que a tabela acima é apenas uma estimativa para residências populares.

Então, neste caso, o cliente irá optar por um kit de energia residencial do tipo On Grid de 1,5 kWp disponível no mercado e conforme a tabela acima.

E o preço do kit de energia solar residencial para essa instalação poderá custar até R$ 5.500,00

Observe que este valor é apenas uma estimativa que pode variar conforme cada região.

Além disso, os valores acima podem ser diferentes conforme cada fabricante ou marca de sua preferência.

Neste caso, iremos considerar que o custo total do kit de energia solar com toda a instalação desse sistema fotovoltaico do tipo On Grid para o ar condicionado  irá custar cerca de R$ 5.500,00.

Para a maioria das pessoas, todo esse dimensionamento pode parecer um pouco difícil de compreender.

Por isso, não esqueça de solicitar a ajuda de um bom engenheiro eletricista e que seja especializado em sistemas fotovoltaicos para te orientar ou fazer o seu projeto.

Outra opção é fazer um orçamento em uma empresa que ofereça serviços de energia solar na sua cidade e que seja confiável.

Mas sabemos que a energia solar fotovoltaica é um grande investimento, então vamos conferir agora quando será o retorno final desse investimento ao instalar o kit solar com a placa solar para ar condicionado, confira.

Passo 4: Calcular o payback da instalação da placa solar para ar condicionado

O payback da instalação do kit solar e da quantidade de placa solar para ar condicionado é o tempo necessário para quitar o seu investimento gasto em toda essa instalação..

Por isso, vamos entender agora quanto será economizado na conta de energia após essa instalação fotovoltaica e qual será o retorno desse investimento, confira.

Custo da energia da Cemig no cálculo solar fotovoltaico

Como dissemos acima, esta residência está localizada em Minas Gerais, a usa os serviços prestados pela Cemig.

Ao acessar o site da Cemig, podemos verificar o valor do kWh para os consumidores, confira abaixo.

Observe na tabela acima que os valores da tarifa da Cemig de Março de 2022 podem variar conforme o tipo de bandeira, sendo ela verde, amarela, vermelha ou escassez hídrica.

Mas para fazer o nosso cálculo abaixo, vamos considerar que a Cemig estará cobrando neste momento, a bandeira verde no valor de R$ 0,618050 por quilowatt-hora.

Então, isso significa que se multiplicarmos o valor da energia gerada pelos quatro painéis solares que será de 184 kWh por mês para o ar condicionado.

E multiplicar pelo valor de cada kWh da Cemig, encontraremos uma estimativa da tarifa mensal da Cemig.

  • Tarifa mensal = 184 kWh x R$ 0,618050 kWh
  • Tarifa mensal = R$ 113,72

Isso significa que ao gerar sua própria energia elétrica por meio de um sistema de energia solar fotovoltaico, você conseguirá economizar R$ 113,72 reais por mês.

E tudo isso irá corresponder a uma economia anual de mais de R$ 1.364,65.

E nos piores casos quando a Cemig cobrar o valor do kWh na bandeira de escassez hídrica, a economia anual pode chegar a R$ 1.678,19.

Mas como descobrir se tudo isso vale a pena, é o que vamos conferir agora.

Como fazer o cálculo solar fotovoltaico com payback

Para calcular o payback do kit de energia solar com a quantidade de placa solar para ar condicionado, iremos considerar o custo total de R$ 5.500,00 para toda a instalação do sistema fotovoltaico.

Para fazer o cálculo solar fotovoltaico com payback do ar condicionado, vamos usar o valor total desse investimento.

E em seguida, vamos dividir esse valor pela energia gerada pelo sistema fotovoltaico em um ano.

Observe o cálculo abaixo:

  • Payback = 5.500 / 184 x 0,618050 x 12
  • Payback = 5.500 / 1.365,65
  • Payback = 4 anos

Observe que o resultado do nosso cálculo será a quantidade de anos que o seu sistema vai levar para “se pagar”.

E isso significa que o nosso sistema fotovoltaico irá produzir 184 kWh por mês para o nosso ar condicionado no valor de R$ 113,72 por mês.

E neste caso, precisará de 4 anos para ser quitado e começar a render lucros.

E como o sistema fotovoltaico terá uma duração de até 25 anos, então você terá um lucro de  21 anos restantes com o sistema de energia solar para este ar condicionado.

E se você ainda não sabe, a Caixa anunciou uma linha de crédito para energia solar voltada a pessoas físicas, confira abaixo.

Passo 5: Observações importantes sobre o cálculo e a instalação de placa solar para ar condicionado

Antes de finalizar este artigo, gostaria de destacar duas coisas importantes.

Todos os nossos cálculos realizados neste artigo são baseados no modelo de ar condicionado inverter de 9000 BTU da LG.

Neste caso, os modelos com tecnologia inverter são muito mais econômicos em relação aos modelos tradicionais.

E segundo a LG, o balanceamento do rotor duplo presente no Compressor LG DUAL Inverter™ garante maior estabilidade e reduz a vibração.

Além disso, a LG afirma que esse modelo de ar condicionado pode gerar uma economia de até 70% de energia e refrigeração até 40% mais rápida, através de um controle mais amplo da velocidade.

Como funciona o cálculo solar fotovoltaico com financiamento e linhas de crédito

E outro detalhe importante que você precisa saber é que apesar de a energia solar pode ser considerada um investimento alto para muitas pessoas.

Mas já existem linhas de financiamento disponíveis somente para energia solar.

Na matéria publicada pela CNN Brasil explica sobre essa nova linha de crédito que você precisa saber.

Mas segundo a Caixa, este crédito pessoal é chamado de Caixa Energia Renovável e terá taxas a partir de 1,17%.

E você ainda poderá financiar até 100% do projeto de implementação de energia solar.

Além disso, o prazo para pagamento do empréstimo poderá ser de até 60 meses, e com carência de até seis meses para a primeira parcela.

Ele será oferecido em duas modalidades, uma sem garantias e outra com caução de aplicações financeiras de renda fixa.