MICROGERAÇÃO DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA EM SISTEMAS ISOLADOS

Titulação Nome do Professor(a) Prof(a). Titulação Nome do Professor(a) Prof(a). Titulação Nome do Professor(a) Cidade, ___ de mês de ano. SOBRENOME, Nome do aluno. Microgeração de energia solar fotovoltaica em sistemas isolados. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Faculdade ______, Cidade, 2018. ABSTRACT This work presents a study about the microgeneration of photovoltaic solar energy in isolated systems and its viability in Brazil. Starting from a theoretical reference research on the Brazilian Energy Matrix, a subsequent study on photovoltaic solar energy, its general characteristics and historical path, and a specific analysis of photovoltaic solar energy in isolated systems are made. In sequence, the viability of this resource in Brazil and its perspective over the years is presented. It was evident from this research that Brazil is a country with great potential for the generation of solar energy, but it needs greater investments in this sector, mainly regarding fiscal, technological, industrial, economic and political incentives.

O SISTEMA FOTOVOLTAICO ISOLADO 18 3. Aplicações de sistemas fotovoltaicos isolados em lugares remotos 19 3. Sistemas Isolados em mini-rede 20 3. O PERCURSO HISTÓRICO DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA 20 4. VIABILIDADE ECONÔMICA DOS PAINÉIS FOTOVOLTAICOS 23 CONSIDERAÇÕES FINAIS 27 REFERÊNCIAS 28 1. Os descritores utilizados para a elaboração desta pesquisa serão: energia solar, matriz energética brasileira, sistemas fotovoltaicos. MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA No decorrer do século XX o Brasil vivenciou uma fase de grande desenvolvimento socioeconômico, que consequentemente refletiu de forma direta no consumo de energia primaria. Entre os fatos que esclarecem essa expansão pode-se elencar o processo de industrialização, a expansão demográfica e uma frequente aceleração na taxa de urbanização. VARELLA et. al, 2008) É evidente que o país passou por várias modificações expressivas em todos os setores nas últimas décadas.

al (2007), acerca da matriz energética Brasileira:  Figura 1 - Gráfico representativo da evolução da demanda de energia e da taxa de crescimento econômico. Fonte: EPE apud TOLMASQUIM et. al 2007. É importante salientar que existe uma forte inclinação para que haja cada vez mais diversidade na matriz energética brasileira, este fato se comprova a partir dos números demonstrados desde 1970, época em que apenas o petróleo e a lenha representavam 78% do consumo de energia, já no início do século XXI além destes dois passou-se também a contar com a energia hidráulica. BRONZATTI, 2008) Diante disto, o que se espera para 2030 é que representarão 77% do consumo de energia as fontes: petróleo, energia hidráulica, cana de açúcar e o gás natural, esses dois últimos são uma projeção possível para os próximos anos.

Iniciando o século XXI, com a população excedendo aos 170 milhões de habitantes, o consumo de energia aumentou para índices de 190 milhões de TEP, isto é, um aumento equivalente a quase três vezes as taxas anteriores. Todavia, o consumo per  capita de energia brasileiro foi constantemente baixo. Logo, o aumento do consumo estará sempre ligado ao aumento de renda. Nesse caso, o contexto estimado para 2030, relativo a uma população superior a 238 milhões de habitantes é um  consumo de energia primária em torno de 560 milhões de TEP. As informações contidas na figura 3 referentes aos estudos de TOLMASQUIM et. O EFEITO FOTOVOLTAICO Oliveira (2017) explica o efeito fotovoltaico esclarecendo que: As ondas eletromagnéticas, ao incidirem sobre determinados materiais, em vez de transmitir calor, podem produzir, alterações nas propriedades elétricas ou originar tensões ou correntes elétricas.

Existem diversos efeitos da radiação eletromagnética sobre os corpos, sendo dois deles os efeitos fotovoltaico e fotoelétrico. OLIVEIRA, 2017, p. Sendo o alicerce para os sistemas de energia solar fotovoltaica, para fins de produção de energia elétrica, o efeito fotovoltaico nada mais é do que a transformação da radiação solar em energia elétrica através da criação de uma diferença de potencial, sobre uma célula formada “por um sanduíche de materiais semicondutores. ” (VILLALVA; GAZOLI, 2012). Os fótons emitidos pelo sol, quando um destes fótons atinge as células de silício com energia suficiente, ele pode soltar um elétron de sua ligação, resultando em um vazio. Um elétron com carga negativa e o vazio com carga positiva estão livres para se movimentar, mas devido ao campo elétrico da junta P/N, eles se movimentam em um determinado sentido, o elétron é atraído ao lado N, quanto o vazio do lado P.

Um fino material metálico coleta esses elétricos cujo movimento gera eletricidade, conforme mostra a figura 5. Posteriormente os elétrons retornam para a parte traseira da placa por uma fina chapa de alumínio. Cada célula gera apenas 0,5 volts, por isso combinam-se módulos para produzir mais energia. Cada um deles pode ser de complexidade variável, dependendo da aplicação em questão e das restrições específicas de cada projeto. ” Galdino explica claramente a importância de elaboração do projeto levando em conta os recursos disponíveis de cada particularidade da região a ser instalada o sistema fotovoltaico, pois o projeto inicial não pode ser viável, tendo assim, que ser substituído por um projeto hibrido, ou no extremo, puramente solar se as condições de incidência solar daquela determinada região favorecer tal feito.

Neste caso a contribuição de cada sistema poderá variar muito, dependendo de fatores como custo de manutenção, investimento inicial, área ocupada pelo sistema fotovoltaico, carga instalada, etc. Aplicações de sistemas fotovoltaicos isolados em lugares remotos Como o sistema fotovoltaico isolado é autossuficiente, ou seja, consegue produzir e armazenar sua própria energia elétrica no próprio local instalado e não depende da concessionária de energia elétrica ou ficar em paralelo com algum sistema híbrido, sua aplicação é altamente recomendada, e comumente utilizada em lugares remotos onde a energia elétrica fornecida pela concessionária não é fornecida por questões financeiras ou governamentais, beneficia um pequeno grupo de usuários de uma determinada comunidade que vive no campo, tem-se como ilustração, um habitante local na figura 11 ao lado de um painel fotovoltaico na zona rural.

Esse sistema de geração e armazenamento de energia elétrica, se torna grande aliado no campo, onde agricultores geralmente necessitam fazer uso de motores elétricos para tarefas pesadas realizadas em atividades rotineiras, que antes era feito por motores a combustão. Neste contexto que são aplicados o sistema de energia solar fotovoltaico, que são sistemas de geração de energia confiáveis, seguro e com mínimo impacto ambiental. Esses sistemas visam diminuir os recursos externos e fornecerem energia de qualidade apenas com a fonte da luz solar. Assim foi mencionado que “o dimensionamento adequado dos geradores de energia elétrica através de fontes renováveis, do banco de baterias, e a utilização de uma estratégia de operação que otimize os recursos disponíveis deve ter como objetivo minimizar ou eliminar a utilização do grupo gerador diesel e a maximizar a vida útil do banco de baterias, diminuindo os custos de operação e manutenção do sistema”.

Galdino et. al, 2014, p. Desde 1995 está em vigência no Brasil o PRODEM - Programa de Desenvolvimento de Estados e Municípios. O Programa tem como intuito aperfeiçoar as condições de vida dos habitantes da rural, para isso, têm sido instalados inúmeros equipamentos de eletrificação rural. SILVA, 2015) De acordo com Varella (2008) em 2007 foi instituído o Projeto de Lei Federal no 1563/07, que tinha por objetivo modificar a imagem das fontes alternativas renováveis de energia, fazendo com que estas não fossem vistas como “marginais” e passando a serem consideradas como fundamentais para o suprimento energético brasileiro. VIABILIDADE ECONÔMICA DOS PAINÉIS FOTOVOLTAICOS Neste capítulo, serão aspectos concernentes à viabilidade da implantação dos painéis fotovoltaicos. De acordo com Pereira et al.

A figura a seguir apresenta em forma de tabela que as regiões mais povoadas demonstram, evidentemente, um superior potencial de geração. No entanto, em todo o território brasileiro, a capacidade de geração é notavelmente maior do que a de consumo. Figura 7 – Potencial de geração fotovoltaica em residências Fonte: EPE (2014) Devido à capacidade do Brasil para aproveitar a fonte solar e, em virtude da regulamentação estabelecida pela ANEEL acerca da microgeração e minigeração distribuídas o interesse de diversos agentes do ramo da geração de energia elétrica tem sido despertado para a produção de painéis fotovoltaicos. De acordo com informações fornecidas pela ANEEL1, em 1º de dezembro de 2014, “o Brasil contava com 289 usinas do tipo central geradora solar fotovoltaica (ufv) outorgadas, responsáveis por 18.

kW de potência outorgada e 14. A Região Nordeste tem irradiação em patamares acima de 2. kWh/m2 /ano. BNDES, 2013, p. Segundo dados do BNDES (2013), no Brasil vigoram três regimes fiscais que favorecem de forma direta a geração de energia solar: 1. Regime Especial de Incentivos para o Desenvolvimento da Infraestrutura (Reidi), criado pela Lei 11. Política de massificação das redes elétricas inteligentes. A energia solar e a energia eólica são fontes intermitentes que geram distúrbios na rede elétrica. Consequentemente, para que sua penetração cresça sem restrições no longo prazo, é necessário tornar as redes elétricas mais inteligentes. Inadequação dos regimes fiscais existentes (Reidi, Padis etc. que atendem parcialmente às tecnologias de energia solar e em alguns casos desestimulam a produção local de módulos FV, necessitando-se, assim, de um regime fiscal dedicado ao tema.

Necessidade de capacitação e treinamento de pessoas, seja para atividades de P,D&I, seja para a posterior massificação de tecnologias, com níveis mais altos de complexidade na instalação, operação e manutenção de ativos. BNDES, 2013, p. O contexto nacional torna claro o fato de que o Brasil tem procurado introduzir no decorrer dos últimos 10 anos o uso da energia solar fotovoltaica por meio de programas de incentivo. No entanto, o que foi realizado até então foi insuficiente para assegurar o desenvolvimento de um mercado para esse segmento, visto que a energia solar fotovoltaica ainda é pouco amparada por políticas públicas nacionais. Em contrapartida, uma evolução considerável aconteceu novembro de 2008, com a criação do Grupo de Trabalho de Geração Distribuída com Sistemas Fotovoltaicos (GT-GDSF) através do MME, com o intuito de “elaborar uma proposta de política pública de curto, médio e longo prazo para a inserção da geração fotovoltaica conectada à rede elétrica no país.

Resolução 482/2012. Brasília: Aneel, abr. b. Disponível em: http://www. aneel. de 15 de março de 2004; revoga dispositivo da Lei 8. de 4 de março de 1993; e dá outras providências. Diário Oficial [da] República Federativa do Brasil, Brasília, 14 jan. p. Disponível em: http://www. br/bib/jspui/bitstream/1408/2431/1/RB%2040%20Desenvolvimento%20tecnol%C3%B3gico_P. pdf. Acesso em: 30. Mai. BRONZATTI, Fabricio Luiz; IAROZINSKI NETO, Alfredo. EPE – EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Análise da inserção da geração solar na matriz elétrica brasileira. Nota Técnica s/n, Rio de Janeiro, mai. Disponível em: http://www. epe. Grupo de Pesquisas em Fontes Alternativas de Energia. FAE. UFPE. GALDINO, Marco A. LIMA, Jorge H. uel. br/ctu/deel/TCC/TCC2017_BrunoVillasBoasOliveira. pdf. Acesso em: 28. Mai. SILVA, R.

M. Energia Solar no Brasil: dos incentivos aos desafios. Brasília: Núcleo de Estudos e Pesquisas/CONLEG/Senado, Fevereiro/2015 (Texto para Discussão nº 166). Disponível em: www. br/2017/02/09/efeito-fotovoltaicopainel-fotovoltaico/. Acesso em: 29. Mai. TOLMASQUIM, Mauricio T. GUERREIRO, Amilcar; GORINI, Ricardo.   VARELLA, F. K. O. M. CAVALIERO, Carla Kazue Nakao; SILVA, Ennio Peres da.