1 de 6Geração Energia Solar no Brasil Luane Schiochet Pinto
[email protected] Instituto Federal De Educação, Ciência E Tecnologia De Goiás Programa De Pós-Graduação Em Tecnologias De Processos Sustentáveis – PPGTPS Rua 75, nº46. Centro, Campus Goiânia Goiânia/GO, Brasil, 74000-000 Resumo – este trabalho tem como objetivo apresentar de forma Pode se dizer que o país está entre as regiões com maior sucinta o nível de radiação solar no Brasil, bem como o potencial potencial de energia solar do mundo (REIS, 2011), segundo de geração através da energia solar. relatórios por sua localização e extensão territorial, o país funcionamento dos sistemas Será descrito o fotovoltaicos e quais os equipamentos que são utilizados nos mesmos. Além de comentar recebe energia solar da ordem de 1.013 MWh (mega Watt hora) anuais (MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE, 2015). algumas aplicações desta forma de energia para casos isolados a rede e casos conectados à rede. I. INTRODUÇÃO O Brasil é privilegiado pela alta incidência de raios solares em seu território segundo o ATLAS de Radiação Solar, possuindo assim um grande potencial de geração de energia elétrica através de sistemas fotovoltaicos. Esses sistemas são constituídos por painéis fotovoltaicos, onde a energia é obtida através da conversão direta da luz em eletricidade. Por se tratar de uma forma de conversão direta os sistemas fotovoltaicos podem ser utilizados conectados à rede ou para a alimentação de cargas isoladas. II. RADIAÇÃO SOLAR NO BRASIL Os valores de radiação solar global incidente no território brasileiro, estão na faixa de 4200 a 6700 kWh/m², sendo superiores a maioria dos países da Europa, onde a geração de Figura 1 - Atlas de Radiação Solar Fonte: Atlas Brasileiro de Energial Solar pg 38 energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos é largamente utilizada (PEREIRA, MARTINS, et al., 2006). III. SISTEMAS FOTOVOLTAICOS Na Figura 1 é possível observar os níveis de radiação solar Nos sistemas fotovoltaicos a radiação solar é diretamente no Brasil, sendo que os valores mais elevados estão na região convertida em energia elétrica, por meio de efeitos da nordestina, parte de Minas Gerais, Goiás e Tocantins. Os radiação (calor e luz) sobre materiais semicondutores, como o menores índices são observados na região Sul do país, sendo silício, ou seja, o efeito fotovoltaico decorre da excitação dos a principal causa a nebulosidade na região. elétrons do silício na presença da luz solar. em corrente contínua (BLUESOL ENERGIA SOLAR. Na Figura 2 é possível observar a diferença entre cada componente citado para a formação do painel solar. Módulo e Painel Fonte: Urbanetz (p. Estes possuem uma cor uniforme e são feitos a partir de um único cristal de silício ultrapuro onde as laminas são tratadas individualmente. 2010). porém com eficiência mais alta. gerando um crédito de onde são associados alguns módulos para gerar a energia energia com a concessionaria para ser utilizado de noite ou solicitada pela carga com níveis de tensão e corrente nós próximos meses. Uma das saídas conforme citado acima segue para o inversor. Esses módulos são constituídos por várias células sistema de geração fotovoltaica passando pelos procesos fotovoltaicas comentandos.Sistema de Geração Fotovoltaica de Energia Elétrica Fonte: ANEEL Em torno de 80% dos painéis fotovoltaicos no mundo hoje são produzidos com alguma tecnologia baseada em silício (Si). associadas eletricamente em arranjos série/paralelo. gerenciar e controlar o processo de carga e descarga do banco torno de 14 e 21%. essas células possuem os cantos tipicamente arredondados como apresentado na Figura 4 (PORTAL SOLAR. 2015). quando produzida energia além da Esses sistemas são compostos por painéis fotovoltaico demanda é possivel injetar na rede. 220 V (NEOSOLAR ENERGIA). uma para as baterias e outra para carga. além de levar as baixas tensões dos painéis e baterias até os 110 V. estes são responsáveis em transformam a corrente contínua produzida pelos painéis em corrente alternada. representando em torno de 45% do custo de um painel solar.Painéis Solares de Silício Monocristalino Fonte: Colletta . 36) A energia gerada através do painel solar segue até um controlador de carga.2 de 6 A. A pureza do silício está diretamente ligada a eficiência na conversão de luz solar em energia elétrica. este tem como finalidade proteger. em Figura 2 . Na Figura 3 segue uma ilustração de um desejados. Porém para melhorar a pureza deste semicondutor os custos são elevados e impactam diretamente no preço do painel solar. Figura 3 . Os painéis solares de silício monocristalino são os que têm o custo mais elevado. e outra com uma negativa que criam assim uma diferença de potencial entre as duas camadas gerando assim eletricidade em corrente contínua (URBANETZ. Uma camada com uma carga positiva. Esses controladores são compostos por uma entrada para os painéis fotovoltaicos e duas saídas. essas células são formadas por pelo menos duas camadas de materiais semicondutores.Célula. Após passar pelo inversor Figura 4 . de baterias. 2015). Componentes do Sistema Fotovoltaico a energia percorrer o caminho até chegar aos equipamentos eletrodomésticos. por não possui peças móveis exige pouca manutenção. mas a média mundial é de 14%.4% da energia solar em elétrica. Vantagens e Desvantagens A principal vantagem da energia solar é por se tratar de uma forma de geração limpa. utiliza-se então o empilhamento em várias camadas de células. Projeto da Universidade Federal de Santa Catarina juntamente com a INFRAERO tem implantado projetos piloto em pequenas instalações fotovoltaicas espalhadas por seus aeroportos os quais demonstram o grande potencial dessa tecnologia de geração de energia elétrica de forma "limpa" e sustentável. OUTRAS APLICAÇÕES A. As melhores irregular conforme a Figura 5. não causando impactos ambientais. é por ser um pouco mais barato que os monocristalinos (PAINES FOTOVOLTAICOS.4kW de capacidade de geração (INFRAERO AEROPORTOS). dentre outros (BRAGA.Painel Solares de Silício Policristalino Fonte: Paines Fotovoltaicos Outra forma de painel é preparada depositando uma ou várias camadas finas de material fotovoltaico sobre um substrato.5%. e sua principal vantagem 16%. Outro ponto delicado é o rendimento que está atrelado ao índice de radiação. temperatura. “Sobre a eficiência. quantidade de nuvens. 2008). além de permitir aumentar a potência instalada através da incorporação de módulos adicionais. ou seja. Aeroportos Solares uma faixa de eficiência entre 6 e 9%. dando origem aos painéis fotovoltaicos de filme fino. a célula fundidos em um bloco e após cortados e fatiados ficando com nacional converte 15. Porém mesmo assim é um investimento que se paga no médio prazo. devido Figura 5 . porém tal processo possui um valor elevado. além de que a durabilidade dos materiais é de 15 a 30 anos. Cobre. 2015). 2011). 2015). B. III. somente a limpeza do painel. Pode uma formação múltipla de cristais. Os diferentes tipos painéis solares de filme fino podem ser categorizados por material fotovoltaico que é depositado sobre o substrato. Outro ponto positivo é a possibilidade de aplicação em meios urbanos podendo ser instalados diretamente na unidade consumidora. resultando em a tecnologia necessária para a fabricação das células fotovoltaicas.3 de 6 Quando se trata dos painéis de silicio policristalino a Segundo Adriano. pois minimiza o custo com a energia recebida da concessionária. Telureto de cádmio (CdTe): se trata de uma tecnologia com películas finas onde a faixa de eficiência está entre 9 e 11%. Na Figura 4 estão apresentados os projetos que juntos somam 10. índio e gálio seleneto (CIS / CIGS): a faixa de eficiência para esses painéis normalmente operam na faixa de 10-12% (PORTAL SOLAR. com uma cor parecer pouco. pois produzem energia através de uma fonte renovável e de maneira silenciosa. ” (COLLETTA. como os citados a baixo: Silício amorfo (a-Si): utilizando está tecnologia a produção de energia elétrica pelas células é baixa. As instalações com esses tipos de painéis são tipicamente grandes campos solares (grandes usinas de energia solar). . renovável e sustentável. Atualmente a maior desvantagem é o custo de investimento para se montar um sistema fotovoltaico. à Revista Galileu. A eficiência média deste tipo placas solares comercializadas do mundo convertem cerca de de painel é em torno de 13 a 16. pesquisadores da PUC do Rio Grande principal diferença é que neste caso os cristais de silício são do Sul. 2011). . além. pode ser feito com a utilização da energia fotovoltaica.Instalações Fotovoltaicas na INFRAERO Fonte: INFRAERO Aeroportos B. 2013). Figura 6 . Este modelo de poste é ideal para iluminação pública. Por ser totalmente independente da rede elétrica. pequenos projetos de irrigação. com os condutores presos por presilhas plásticas nas Figura 8 . dois módulos fotovoltaicos (INFRAESTRUTURA O bombeamento de água em pequenas vazões. Postes Solares (ECODESENVOLVIMENTO. Esse sistema URBANA. no máximo. não gera conta de luz e não exige fiação para se instalar. visando abastecer residências individuais. sem a necessidade de baterias. onde são instalados. bateria e inversor. podem ser colocadas em seus lugares próprios como se fossem telhas comuns. por quatro itens: módulo solar. Bombeamento de Água carga. entre outros. Na Figura 5 segue um modelo das telhas fotovoltaicas citadas D.4 de 6 utiliza a radiação do sol gerando eletricidade em corrente contínua através dos painéis fotovoltaicos que alimentam uma bomba de água especialmente desenvolvida para uso conectada diretamente aos painéis. Sempre que houver sol pleno incidindo sobre os painéis a bomba será acionado. sustentáveis e duradouros. O sistema de iluminação pública fotovoltaica é composto. instalações para animais. do poste conforme apresentado na Figura 9. Os postes solares são independentes.Bombeamento de Água Através da Energia Solar Fonte: Energia Pura ripas de madeira que sustentam as telhas. viária. controlador de Figura 7 . Telhas Fotovoltaicas Essas telhas são fabricadas com as células fotovoltaicas sobre postas em sua estrutura física ou encapsuladas no seu corpo.Telhas Fotovoltaicas Fonte: EcoDesenvol vimento C. A potência em cada poste pode chegar a uma 50 W a 290 W. podendo ser implantado em locais afastados da rede. além de possuir alta qualidade e garantir o retorno financeiro. As interligações das mesmas podem ser em série. paralelo ou série-paralelo por debaixo delas. condomínios entre outras aplicações. 2014). como mostra no esquema na Figura 8 (ENERGIA PURA. no mínimo. por estar em um locar onde o nível de radiação solar é consideravelmente bom. o proprietário poderá recorrer à recarga plug-in.globo. Acesso em: 20 Agosto 2015. INFRAERO AEROPORTOS. Postes de Iluminação Fotovoltaicos.aneel. funciona com uma lente especial chamada de Fresnel.aspx>. 2014. CONCLUSÃO Como descrito no decorrer do trabalho o Brasil possui um grande potencial para a geração de energia elétrica solar. Vantagens da Energia Solar para Bombeamento de Água. Energia Solar Fotovoltaica: Fundamentos e Aplicações.gov. BRAGA.Carro Movido a Energia Solar Fonte: Quatro Rodas III. p. Arquitetura e Construção. Disponivel em: <http://www. Disponivel em: <http://www.EMI116 820-17770. REFERÊNCIAS E.br/index. INFRAERO Aeroportos.br/aplicacoes/atlas/energia_solar/3_3 _2. Acesso em: 20 Agosto 2015. ele também reduz em cerca de quatro toneladas por ano as emissões de gases de efeito estufa (QUATRO RODAS. 2011. ao mesmo tempo em que aumenta em 8 vezes o seu ANEEL. Acesso em: 22 Agosto 2015.php/br/meioambiente/programa-energia. COLLETTA.blue-sol. Acesso em: 20 Agosto 2015.html>. Acesso em: 21 Agosto 2015. Infraestrutura Urbana. Disponivel em: <http://www.com. Rio de Janeiro . Acesso em: 22 Agosto 2015. Disponivel em: <http://infraestruturaurbana. Energia Solar.pini. impacto. BLUESOL ENERGIA SOLAR. Disponivel em: <https://www.5 de 6 O principal problema ainda são os custos para a implantação e construção dos painéis fotovoltaicos. ENERGIA PURA. Universidade Federal do Rio de Janeiro.com/content/vantagens-daenergia-solar-para-bombeamento-de-%C3%A1gua>.ecodesenvolvimento. Brasil faz Placa Solar Mais Eficiente a Custos Menores.infraero.energiapura. Carro Movido a Energia Solar Chamado de C-Max Energi Solar da Ford. 2013. é um carro movido a energia solar. 2008. 2014). Acesso em: 20 Agosto 2015. Figura 10 . ANEEL.htm>.RJ.br/solucoestecnicas/7/1-postes-de-iluminacao-fotovoltaicos-2355471. .gov. Programa Energia. INFRAESTRUTURA URBANA. mas com crescente desenvolvimento dos componentes que compõem o sistema e com a ajuda das novas tecnologias o valor está decaindo. Controladores de Carga. Por usar energia renovável.html>. Energia Pura. ECODESENVOLVIMENTO. D.php/controladores-decarga>. BlueSol Energia Solar. Disponivel em: <http://www. R. Disponivel em: <http://revistagalileu. 2015.com/index.org/posts/2014/mercadoaposta-em-telhas-solares-capazes-de?tag=arquitetura-econstrucao>. equivalente a 42.5 km/l. 80. Sendo que em dias nublados.Postes Solares Fonte: Infraestrutura Urbana impactos causados ao meio ambiente. P. D. Revista Galileu. Porém mesmo com valores elevados para a fabricação dos painéis solares várias aplicações estão utilizando essa fonte de energia renovável que vem buscando minimizar os Figura 9 . que envia a luz direto para as células solares.00BRASIL+FAZ+PLACA+SOLAR+MAIS+EFICIENTE+A+ CUSTOS+MENORES.com/Revista/Common/0. EcoDesenvolvimento. 2015. O modelo tem autonomia de 998 km com o menor consumo da categoria. (85-17-00030-7). Energia Solar. Florianópolis .br/tipos-de-painel-solarfotovoltaico. PAINES FOTOVOLTAICOS. 2011. URBANETZ. PEREIRA. Universidade Federal de Santa Catarina. Iversores ou Conversores. 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