ESTUDO DE VIABILIDADE DE UTILIZAÇÃO DE SISTEM DE GERAÇÃO FOTOVOLTÁICA CONECTADO À REDE NO BRASIL

Docente do Curso de Graduação da Faculdade Nome – Cidade/Estado RESUMO A energia solar fotovoltaica é a energia elétrica produzida a partir de luz solar, e hoje aparece como uma interessante opção para complementar a matriz energética brasileira. A tecnologia que já é amplamente adotada nos países desenvolvidos finalmente ganha espaço no mercado brasileiro, tornando-se uma alternativa altamente viável para ser utilizada até mesmo no setor de pequena geração de energia, como exemplo o setor residencial. A possibilidade da implantação de um sistema de geração de energia limpa e distribuída atrai cada vez mais a atenção de investidores e pesquisadores para esta área. O Brasil se apresenta como um dos países com maior potencial para se tornar um dos maiores usuários dos sistemas fotovoltaicos, tendo em vista a posição privilegiada em que se encontra no globo, recebendo uma incidência solar maior do que a maioria dos países desenvolvidos.

Palavras Chave: Tecnologia. Apesar de serem consideradas fontes de energia renovável, as hidroelétricas têm sido alvo de diversos estudos acerca dos impactos ambientais que provocam nas áreas de influência direta e indireta dos empreendimentos. Segundo um estudo publicado na revista britânica Environmental Reserchs Letters, estima-se que dezoito novos reservatórios de água construídos na Amazônia sejam capazes de emitir cerca de 21 milhões de toneladas de metano e 310 milhões de toneladas de dióxido de carbono em até cem anos, e dessa forma, contribuem e contribuirão com o agravamento do aquecimento global, visto que metano e dióxido de carbono são conhecidamente gases de efeito estufa (FARIA et al. O Brasil figura entre os países que mais investem no ramo de energias renováveis e ocupou o terceiro lugar do ranking da Renewable Energy Policy Network for the 21st Century (REN21) em relação à capacidade total de geração de eletricidade 7 renovável, incluindo fontes hidráulicas, no final de 2015 (REN21, 2016).

Ainda, segundo o REN21 (2016), o Brasil investiu cerca de 84 bilhões de dólares em eletricidade e combustíveis renováveis, entre 2005 e 2015. O país se destaca quando o assunto é energia renovável, uma vez que a posição geográfica favorece a alta incidência de radiação solar durante o ano (GALDINO et al, 2000). Figura 1 - Os principais geradores de energia elétrica no Brasil ao final do ano 2014. Fonte: EPE, 2015. A capacidade instalada de geração de energia elétrica do Brasil apresentou um acréscimo de 7. MW em 2014, totalizando 133. MW. Já o setor industrial apresentou queda de 2,0% no consumo energético em relação a 2013 (EPE, 2015). Figura 3 - Participação dos eletrodomésticos no consumo de eletricidade das residências, Regiões Sudeste do Brasil, referente a 2015.

Fonte: ELETROBRAS; PROCEL, 2015. De acordo com os dados da PROCEL (2015) o item responsável pelo maior consumo nas residências da região Sudeste do Brasil é o chuveiro elétrico, representando 26% do consumo total, seguido pela geladeira que é responsável por 22% do consumo. Na região Nordeste, onde ocorrem as temperaturas mais elevadas do país, o eletrodoméstico que apresenta maior consumo é a geladeira, seguido pelo Ar-condicionado. O Brasil já enfrentou outros períodos de seca, sendo a mais drástica entre 1951 e 1956. Neste período a média das afluências anuais do Rio Grande, atingiram os índices inferiores de 60% - a média de 95%. Nos anos de 68-71 e 89 o Brasil também passou por uma fase crítica, entretanto o sistema de abastecimento não sofreu interferências.

Em 1997 e 1998, os índices de afluência ficaram 20% acima da média (VOGT, 2001). Em 1999, o Ministério das Minas e Energia (MME) e a Agencia Nacional de Energia Elétrica (Aneel) desenvolveram um Plano Emergencial de Energia Elétrica com o intuito de combater uma crise já anunciada para 2011 (VOGT, 2001). Estes meios de produção viabiliza a geração de energia distribuída (OLIVEIRA, 2002). Energia fotovoltaica no mundo O ano de 2014 foi marcado pelo crescimento recorde do aumento da capacidade de energia gerada por células fotovoltaicas. Foram adicionadas 40 GW neste ano, totalizando a capacidade de geração em 177 GW. Mais de 60% da capacidade fotoelétrica do mundo em operação até o fim de 2014, foram instaladas nos últimos 3 anos (SOUZA, 2016). Figura 4 - Capacidade de geração de energia fotovoltaica no mundo de 2004 a 2014 Fonte: Global Status Report – REN, 2015 Os três principais mercados que ampliaram os investimentos na energia fotovoltaica no último ano foram a China, Japão e os Estados Unidos.

O Japão também continua com uma rápida expansão no setor, adicionando a sua rede 9,7 GW. Isso acarreta um aumento em sua capacidade total para 23,3 GW. Apesar do crescimento recorde, o mercado de sistemas residenciais apresentou a seu primeiro declínio desde 2007, com 0,9 GW adicionado para um total de 7,5 GW. A Coreia do Sul, com adição 0,9 GW em sua rede, Índia, com acréscimo de 0,7 GW e Tailândia com 0,5 também se destacaram no continente asiático. Na América do Norte, os Estados Unidos apresentaram um aumento de 30% em sua capacidade de produção, totalizando 18,3 GW. Aproximadamente 14% das residências, e mais de 15. prédios comercias já possuem o sistema solar fotovoltaico instalado. O país possui ainda projetos em estágio avançado para produção de energia fotovoltaica em grande escala (SOUZA, 2016).

Figura 5 - Gráfico demonstrando a capacidade de produção de energia fotovoltaica adicionada em 2014 e a já instalada até 2013 Fonte: Global Status Report – REN, 2015. A América do Sul apresenta pequenos crescimentos no setor em diversos países. dia A região Sul apresenta 23 os menores índices. A radiação média anual no Brasil varia entre 1500 a 2300 kWh/m² ano (fig. enquanto a radiação média na Alemanha, que atualmente é o país que mais produz energia fotovoltaica no mundo, é muito menor, alcançando no máximo 1200 kWh/m² ano (fig. A variabilidade da incidência solar no Brasil apresenta baixa variação, o que possibilita um alto aproveitamento energético durante todas as estações do ano (PEREIRA, 2006). Figura 6 - Nível de incidência solar no Brasil Fonte: SolarGIS, 2015.

A média de ocupação em uma residência no Brasil é 3,3 pessoas, portanto, vamos supor que a residência modelo seja ocupada por 4 pessoas. A casa é composta por três quartos, uma sala de estar, uma sala de jantar, dois banheiros, uma cozinha, garagem e área externa, o que caracteriza uma residência comum nas regiões urbanas do país. Os eletrodomésticos como a geladeira, o televisor, a lavadora de roupa e o forno micro-ondas, escolhidos para compor a casa são considerados de alta eficiência energética, proporcionando um menor gasto energético ao final do mês. As células fotovoltaicas são responsáveis pela conversão direta do sol em eletricidade, esse fenômeno ocorre quando a luz ou radiação eletromagnética do sol, incide sobre a célula composta de materiais semicondutores com propriedades especificas.

Uma célula fotovoltaica é composta por duas camadas de material semicondutores, silício “N” e silício “P”, uma grade de condutores metálicos superior, qual recebe a luz , então deve ser translucida, por isso os contatos elétricos são construídos em formato de grade, que deve ser fina metálica impressa na célula, e uma base metálica inferior que são terminais elétricos responsáveis pela coleta da corrente elétrica produzida pela ação da luz, formada por uma película de alumínio ou de prata, como demostra a figura1. Para o aquecimento de água utilizada nos chuveiros será utilizado o sistema com dois coletores solares de 2 m² cada e um reservatório de 300 litros. Dispensaremos o uso do chuveiro elétrico, que seria necessário somente em períodos de dias frios em sequência.

Figura 9 - Instalação de aquecimento solar Fonte: Casa Eficiente, 2010. A casa contará ainda com um sistema fotovoltaico de geração de energia elétrica conectada à rede pública. Levando-se em conta o consumo elétrico estimado para a casa modelo e considerando a radiação solar média do estado do São Paulo, calculamos a potência do sistema fotovoltaico a ser instalada para suprir a demanda necessária. O Payback descontado calculado acima, indica a recuperação do investimento inicial de R$63. num período de 20 anos. Além da parte financeira devemos analisar também os ganhos ambientais diretos e indiretos provocados pelo sistema. Os benefícios diretos se dão através da geração de energia limpa, renovável, por um recurso natural infinito e abundante em nosso planeta.

Os indiretos se apresentam na redução de impacto ambiental com o decaimento no 30 avanço de novas áreas hídricas, desapropriações, emissão de CO2, metano e construção de linhas de transmissão 5. O retorno econômico do investimento já pode ser considerado de pequeno prazo, além de o usuário estar contribuindo de forma significativa para o meio ambiente. REFERÊNCIAS ELETROBRAS. – Centrais Elétricas Brasileiras S. A. PROCEL – Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica. Rio de Janeiro. GEENBRAS. Energia Solar e o Prêmio Nobel. Disponível em: < http://greenbras. com/energia-fotovoltaica/energia-solar-e-o-premio Nobel - -deEinstein/>. Atlas Brasileiro de Energia Solar, in Portuguese. INPE, São José dos Campos. LAMBERTS, R. GHISI, E. PEREIRA, C. Geração Distribuída de Eletricidade: inserção de edificações fotovoltaicas conectadas à rede no estado de São Paulo.

São Paulo. PINHO, J. T. GALDINO, M. Edifícios solares fotovoltaicos: o potencial da geração solar fotovoltaica integrada a edificações urbanas e interligada à rede elétrica pública no Brasil. Editora UFSC. SAWIN, JANET, L. et al. Renewables 2015 global status report-Annual Reporting on Renewables: Ten years of excellence. VILLAIVA, Marcelo Gardela; GAZOLI, Jonas Rafael. Energia Fotovoltaica: conceito e aplicação sistema isolados e conectados à rede. ªEdição Revisada e Atualizada, Editora Saraiva,2017.