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03-Energia_Solar(3) - Atlas de Energia Elétria - 2ª Edição aneel

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    3.1. INFORMAES GERAISQuase todas as fontes de energia hidrulica, biomassa, elica, combustveis fsseis e energia dos oceanos so formas indiretasde energia solar. Alm disso, a radiao solar pode ser utilizada diretamente como fonte de energia trmica, para aquecimento defluidos e ambientes e para gerao de potncia mecnica ou eltrica. Pode ainda ser convertida diretamente em energia eltrica,por meio de efeitos sobre determinados materiais, entre os quais se destacam o termoeltrico e o fotovoltaico.

    O aproveitamento da iluminao natural e do calor para aquecimento de ambientes, denominado aquecimento solar passivo,decorre da penetrao ou absoro da radiao solar nas edificaes, reduzindo-se, com isso, as necessidades de iluminao eaquecimento. Assim, um melhor aproveitamento da radiao solar pode ser feito com o auxlio de tcnicas mais sofisticadas dearquitetura e construo.

    O aproveitamento trmico para aquecimento de fluidos feito com o uso de coletores ou concentradores solares. Os coletoressolares so mais usados em aplicaes residenciais e comerciais (hotis, restaurantes, clubes, hospitais etc.) para o aquecimentode gua (higiene pessoal e lavagem de utenslios e ambientes). Os concentradores solares destinam-se a aplicaes que requeremtemperaturas mais elevadas, como a secagem de gros e a produo de vapor. Neste ltimo caso, pode-se gerar energia mec-nica com o auxlio de uma turbina a vapor, e, posteriormente, eletricidade, por meio de um gerador.

    A converso direta da energia solar em energia eltrica ocorre pelos efeitos da radiao (calor e luz) sobre determinados materiais,particularmente os semicondutores. Entre esses, destacam-se os efeitos termoeltrico e fotovoltaico. O primeiro caracteriza-se pelosurgimento de uma diferena de potencial, provocada pela juno de dois metais, em condies especficas. No segundo, os ftonscontidos na luz solar so convertidos em energia eltrica, por meio do uso de clulas solares.

    Entre os vrios processos de aproveitamento da energia solar, os mais usados atualmente so o aquecimento de gua e a geraofotovoltaica de energia eltrica. No Brasil, o primeiro mais encontrado nas regies Sul e Sudeste, devido a caractersticas climti-cas, e o segundo, nas regies Norte e Nordeste, em comunidades isoladas da rede de energia eltrica.

    E N E R G I A S O L A R 3

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    3.2. RADIAO SOLARAlm das condies atmosfricas (nebulosidade, umidade relativa do aretc.), a disponibilidade de radiao solar, tambm denominada energiatotal incidente sobre a superfcie terrestre, depende da latitude local eda posio no tempo (hora do dia e dia do ano). Isso se deve inclina-o do eixo imaginrio em torno do qual a Terra gira diariamente (mo-vimento de rotao) e trajetria elptica que a Terra descreve ao redordo Sol (translao ou revoluo), como ilustrado na Figura 3.1.

    Desse modo, a durao solar do dia perodo de visibilidade do Sol oude claridade varia, em algumas regies e perodos do ano, de zerohora (Sol abaixo da linha do horizonte durante o dia todo) a 24 horas(Sol sempre acima da linha do horizonte). Como indicado na Tabela3.1, as variaes so mais intensas nas regies polares e nos perodosde solstcio. O inverso ocorre prximo linha do Equador e durante os

    equincios. O mapa da Figura 3.2 apresenta a mdia anual de insola-o diria, segundo o Atlas Solarimtrico do Brasil (2000).

    A maior parte do territrio brasileiro est localizada relativamente prxi-ma da linha do Equador, de forma que no se observam grandes varia-es na durao solar do dia. Contudo, a maioria da populao brasileirae das atividades socioeconmicas do Pas se concentra em regies maisdistantes do Equador. Em Porto Alegre, capital brasileira mais meridional(cerca de 30 S), a durao solar do dia varia de 10 horas e 13 minutos a13 horas e 47 minutos, aproximadamente, entre 21 de junho e 22 de de-zembro, respectivamente.

    Desse modo, para maximizar o aproveitamento da radiao solar, pode-se ajustar a posio do coletor ou painel solar de acordo com a latitudelocal e o perodo do ano em que se requer mais energia. No HemisfrioSul, por exemplo, um sistema de captao solar fixo deve ser orientadopara o Norte, com ngulo de inclinao similar ao da latitude local.

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    FIGURA 3.1 Representao das estaes do ano e do movimento da Terra em torno do Sol

    Fonte: MAGNOLI, D.; SCALZARETTO. R. Geografia, espao, cultura e cidadania. So Paulo: Moderna, 1998. v. 1. (adaptado)

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    Fonte: Elaborado a partir de VIANELLO, R. L.; ALVES, A. R. Meteorologia bsica e aplicaes. Viosa: Universidade Federal de Viosa, 1991.

    (*) Os dados foram obtidos por meio das seguintes equaes (Vianello & Alves, 1991): i) Declinao solar, em graus, = 23,45 x sen[360x(284 + J)/365] (Equao de Cooper, 1969), onde J o dia juliano e variade 1 (1 de janeiro) a 365 (31 de dezembro); ii) ngulo horrio, H = Cos -1(-tg x tg), onde a latitude local; iii) Durao solar do dia, D = 2xH/15.

    TABELA 3.1 Durao solar do dia, em horas, em diferentes latitudes e perodos do ano*

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    FIGURA 3.2 Mdia anual de insolao diria no Brasil (horas)

    Fonte: ATLAS Solarmtrico do Brasil. Recife : Editora Universitria da UFPE, 2000. (adaptado)

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    Como indicado anteriormente, a radiao solar depende tambm dascondies climticas e atmosfricas. Somente parte da radiao solaratinge a superfcie terrestre, devido reflexo e absoro dos raios sola-res pela atmosfera. Mesmo assim, estima-se que a energia solar inciden-te sobre a superfcie terrestre seja da ordem de 10 mil vezes o consumoenergtico mundial (CRESESB, 2000).

    No Brasil, entre os esforos mais recentes e efetivos de avaliao dadisponibilidade de radiao solar, destacam-se os seguintes: a) AtlasSolarimtrico do Brasil, iniciativa da Universidade Federal de Pernam-buco UFPE e da Companhia Hidroeltrica do So Francisco CHESF,em parceria com o Centro de Referncia para Energia Solar e ElicaSrgio de Salvo Brito CRESESB; b) Atlas de Irradiao Solar no Bra-sil, elaborado pelo Instituto Nacional de Meteorologia INMET e peloLaboratrio de Energia Solar LABSOLAR, da Universidade Federal deSanta Catarina UFSC.

    O Atlas Solarimtrico do Brasil (2000) apresenta uma estimativa da ra-diao solar incidente no pas, resultante da interpolao e extrapola-o de dados obtidos em estaes solarimtricas distribudas emvrios pontos do territrio nacional. Devido, porm, ao nmero relati-vamente reduzido de estaes experimentais e s variaes climticaslocais e regionais, o Atlas de Irradiao Solar no Brasil faz estimativasda radiao solar a partir de imagens de satlites.

    Como lembrado por pesquisadores do Centro de Pesquisas de Eletri-cidade CEPEL, ambos os modelos apresentam falhas e limites e nodevem ser vistos como concorrentes. Ao contrrio, devem ser comple-mentares, na medida em que renem o mximo possvel de dados epodem, dessa forma, melhorar as estimativas e avaliaes da disponi-bilidade de radiao solar no Brasil (CRESESB, 2000).

    As Figuras 3.4 e 3.5 apresentam o ndice mdio anual de radiao so-lar no Pas, segundo o Atlas Solarimtrico do Brasil (2000) e o Atlas deIrradiao Solar no Brasil (1998), respectivamente. Como pode ser vis-to, os maiores ndices de radiao so observados na regio Nordes-te, com destaque para o Vale do So Francisco.

    importante ressaltar que mesmo as regies com menores ndices deradiao apresentam grande potencial de aproveitamento energtico.Como se poder observar nos prximos itens, existe uma infinidadede pequenos aproveitamentos da energia solar no Brasil, mas isso ain-da pouco significativo, diante do grande potencial existente.

    3.3. TECNOLOGIAS DE APROVEITAMENTO3.3.1. APROVEITAMENTOS TRMICOS

    Coletor solar: A radiao solar pode ser absorvida por coletores solares,principalmente para aquecimento de gua, a temperaturas relativamentebaixas (inferiores a 100C). O uso dessa tecnologia ocorre predominante-mente no setor residencial(7), mas h demanda significativa e aplicaesem outros setores, como edifcios pblicos e comerciais, hospitais, restau-rantes, hotis e similares. Esse sistema de aproveitamento trmico daenergia solar, tambm denominado aquecimento solar ativo, envolve ouso de um coletor solar discreto. O coletor instalado normalmente noteto das residncias e edificaes. Devido baixa densidade da energiasolar que incide sobre a superfcie terrestre, o atendimento de uma nicaresidncia pode requerer a instalao de vrios metros quadrados de co-letores. Para o suprimento de gua quente de uma residncia tpica (trsou quatro moradores), so necessrios cerca de 4 m2 de coletor. Umexemplo de coletor solar plano apresentado na Figura 3.3.

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    Fonte: GREEN, M. A. et al. Solar cell efficiency tables: version 16. Progress in Photovoltaics: Researchand Ap-plications, Sydney, v. 8, p. 377-384, 2000 (adaptado).

    FIGURA 3.3 Ilustrao de um sistema solar de aquecimento de gua

    (7) Nos pases em que h maior uso da energia solar Israel, Grcia, Austrlia e Japo , cerca de 80% a 90% dos equipamentos tm sido destinados ao uso domstico (Everett, 1996).

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    FIGURA 3.4 Radiao solar global diria - mdia anual tpica (MJ/m2.dia)

    Fonte: ATLAS Solarmtrico do Brasil. Recife : Editora Universitria da UFPE, 2000 (adaptado).

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    FIGURA 3.5 Radiao solar global diria - mdia anual tpica (Wh/m2.dia)

    Fonte: ATLAS de Irradiao Solar no Brasil. 1998 (adaptado).

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    Concentrador solar: O aproveitamento da energia solar aplicado a siste-mas que requerem temperaturas mais elevadas ocorre por meio de concen-tradores solares, cuja finalidade captar a energia solar incidente numarea relativamente grande e concentr-la numa rea muito menor, demodo que a temperatura desta ltima aumente substancialmente. A super-fcie refletora (espelho) dos concentradores tem forma parablica ou esf-rica, de modo que os raios solares que nela incidem sejam refletidos parauma superfcie bem menor, denominada foco, onde se localiza o materiala ser aquecido. Os sistemas parablicos de alta concentrao atingem tem-peraturas bastante elevadas(8) e ndices de eficincia que variam de 14% a22% de aproveitamento da energia solar incidente, podendo ser utilizadapara a gerao de vapor e, conseqentemente, de energia eltrica. Contu-do, a necessidade de focalizar a luz solar sobre uma pequena rea exige al-gum dispositivo de orientao, acarretando custos adicionais ao sistema, osquais tendem a ser minimizados em sistemas de grande porte. Entre mea-dos e final dos anos 1980, foram instalados nove sistemas parablicos nosul da Califrnia, EUA, com tamanhos que variam entre 14 MW e 80 MW,totalizando 354 MW de potncia instalada (Figura 3.6). Trata-se de siste-mas hbridos, que operam com auxlio de gs natural, de modo a aten-der a demanda em horrios de baixa incidncia solar. Os custos daeletricidade gerada tm variado entre US$ 90 e US$ 280 por megaWatt-hora. Recentes melhoramentos tm sido feitos, visando a reduzir custose aumentar a eficincia de converso. Em lugar de pesados espelhos devidro, tm-se empregado folhas circulares de filme plstico aluminizado(NREL, 2000).

    3.3.2. CONVERSO DIRETA DA RADIAO SOLAR EM ENERGIA ELTRICA

    Alm dos processos trmicos descritos acima, a radiao solar pode serdiretamente convertida em energia eltrica, por meio de efeitos da radia-o (calor e luz) sobre determinados materiais, particularmente os semi-condutores. Entre esses, destacam-se os efeitos termoeltrico efotovoltaico. O primeiro se caracteriza pelo surgimento de uma diferenade potencial, provocada pela juno de dois metais, quando tal junoest a uma temperatura mais elevada do que as outras extremidades dosfios. Embora muito empregado na construo de medidores de tempera-tura, seu uso comercial para a gerao de eletricidade tem sido impossi-bilitado pelos baixos rendimentos obtidos e pelos custos elevados dosmateriais.

    O efeito fotovoltaico decorre da excitao dos eltrons de alguns mate-riais na presena da luz solar (ou outras formas apropriadas de energia).Entre os materiais mais adequados para a converso da radiao solarem energia eltrica, os quais so usualmente chamados de clulas sola-res ou fotovoltaicas, destaca-se o silcio. A eficincia de converso dasclulas solares medida pela proporo da radiao solar incidentesobre a superfcie da clula que convertida em energia eltrica. Atual-mente, as melhores clulas apresentam um ndice de eficincia de 25%(GREEN et al., 2000).

    Para a gerao de eletricidade em escala comercial, o principal obstculotem sido o custo das clulas solares. Segundo B(2000), atualmente os cus-tos de capital variam entre 5 e 15 vezes os custos unitrios de uma usinaa gs natural que opera com ciclo combinado. Contudo, nos ltimos anostem-se observado reduo nos custos de capital. Os valores esto situa-dos na faixa de US$ 200 a US$ 300 por megaWatt-hora e entre US$ 3 eUS$ 7 mil por quiloWatt instalado (Tabela 3.2).

    A Figura 3.7 ilustra um sistema completo de gerao fotovoltaica deenergia eltrica.

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    (8) Um exemplo interessante o espelho parablico de Odeillo, na Frana, cuja temperatura chega a 3.800 C (Everet, 1996).

    Foto: NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (EUA) NREL. 2000. Disponvel em: www.nrel.gov/energy_resources.

    FIGURA 3.6 Sistema trmico de gerao solar de energia eltrica (Califrnia EUA)

  • TABELA 3.2 Eficincia de converso e custo de clulas solares

    Tipo de clula Eficincia (%) Custo

    Terica Laboratrio Comercial (US$/Wp)

    Silcio de cristal simples 30,0 24,7 12 a 14 4 a 7

    Silcio concentrado 27,0 28,2 13 a15 5 a 8

    Silcio policristalino 25,0 19,8 11 a 13 4 a 7

    Silcio amorfo 17,0 13,0 4 a 7 3 a 5 -

    Fonte: GREEN, M. A. et al. Solar cell efficiency tables: version 16. Progress in Photovoltaics: Research and Ap-plications, Sydney, v. 8, p. 377-384, 2000.

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    Fonte: CENTRO DE REFERNCIA PARA A ENERGIA SOLAR E ELICA SRGIO DE SALVO BRITO - CRESESB. 2000. Disponvel em: www.cresesb.cepel.br/cresesb.htm (adaptado).

    FIGURA 3.7 Ilustrao de um sistema de gerao fotovoltaica de energia eltrica

    APROVEITAMENTO DA 3.4. ENERGIA SOLAR NO BRASILAtualmente h vrios projetos, em curso ou em operao, para o aprovei-tamento da energia solar no Brasil, particularmente por meio de sistemasfotovoltaicos de gerao de eletricidade, visando ao atendimento de comu-nidades isoladas da rede de energia eltrica e ao desenvolvimento regional.

    Alm do apoio tcnico, cientfico e financeiro recebido de diversos rgose instituies brasileiras (MME, Eletrobrs/CEPEL e universidades, entre ou-

    tros), esses projetos tm tido o suporte de organismos internacionais, par-ticularmente da Agncia Alem de Cooperao Tcnica GTZ e do Labo-ratrio de Energia Renovvel dos Estados Unidos (National RenewableEnergy Laboratory) NREL/DOE. Tambm a rea de aproveitamento daenergia solar para aquecimento de gua tem adquirido importncia nas re-gies Sul e Sudeste do Pas, onde uma parcela expressiva do consumo deenergia eltrica destinada a esse fim, principalmente no setor residencial.

    A seguir, so descritos os principais projetos nacionais de aproveitamentoda energia solar para aquecimento de gua e de gerao fotovoltaica.

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    3.4.1. AQUECIMENTO DE GUA

    A tecnologia do aquecedor solar j vem sendo usada no Brasil desde adcada de 60, poca em que surgiram as primeiras pesquisas. Em 1973,empresas passaram a utiliz-la comercialmente (ABRAVA, 2001).

    Segundo informaes da Associao Brasileira de Refrigerao, Ar Con-dicionado, Ventilao e Aquecimento (ABRAVA, 2001), existiam at re-centemente cerca de 500.000 coletores solares residenciais instaladosno Brasil. Somente com aquecimento domstico de gua para banho,so gastos anualmente bilhes de kWh de energia eltrica(9), os quaispoderiam ser supridos com energia solar, com enormes vantagens so-cioeconmicas e ambientais. Mais grave ainda o fato de que quasetoda essa energia costuma ser consumida em horas especficas do dia,o que gera uma sobrecarga no sistema eltrico. Alm disso, h umaenorme demanda em prdios pblicos e comerciais, que pode ser devi-damente atendida por sistemas de aquecimento solar central.

    Embora pouco significativos diante do grande potencial existente, j hvrios projetos de aproveitamento da radiao solar para aquecimento degua no Pas. Essa tecnologia tem sido aplicada principalmente em resi-dncias, hotis, motis, hospitais, vestirios, restaurantes industriais e noaquecimento de piscinas. Em Belo Horizonte, por exemplo, j so mais de950 edifcios que contam com este benefcio e, em Porto Seguro, 130 ho-tis e pousadas (ABRAVA, 2001). A Figura 3.8 ilustra um exemplo comer-cial de aproveitamento trmico da energia solar na cidade de BeloHorizonte MG, o qual se tornou referncia em energia solar trmica. Osistema possui rea total de 804 m2 de coletores solares e capacidade dearmazenamento de gua de 60.000 litros. Entre outros exemplos encon-trados em Belo Horizonte, destaca-se o do Centro de Operaes da ECT,que possui rea total de 100 m2 de coletores e capacidade de armazena-mento de gua de 10.000 litros (CRESESB, 2000).

    Um dos principais entraves difuso da tecnologia de aquecimento solarde gua o custo de aquisio dos equipamentos, particularmente pararesidncias de baixa renda. Mas a tendncia ao longo dos anos a redu-o dos custos, em funo da escala de produo, dos avanos tecnol-gicos, do aumento da concorrncia e dos incentivos governamentais.

    Fatores que tm contribudo para o crescimento do mercado so: a di-vulgao dos benefcios do uso da energia solar; a iseno de impos-tos que o setor obteve; financiamentos, como o da Caixa EconmicaFederal, aos interessados em implantar o sistema; e a necessidade dereduzir os gastos com energia eltrica durante o racionamento em

    2001 (ABRAVA, 2001). Tambm so crescentes as aplicaes da ener-gia solar para aquecimento de gua em conjuntos habitacionais e ca-sas populares, como nos projetos Ilha do Mel, Projeto Cingapura,Projeto Sapucaias em Contagem, Conjuntos Habitacionais SIR e MariaEugnia (COHAB) em Governador Valadares (ABRAVA, 2001). Outroelemento propulsor dessa tecnologia a Lei n 10.295, de 17 de ou-tubro de 2001, que dispe sobre a Poltica Nacional de Conservaoe Uso Racional de Energia e a promoo da eficincia nas edificaesconstrudas no Pas.

    O crescimento mdio no setor, que j conta com aproximadamente140 fabricantes e possui uma taxa histrica de crescimento anual deaproximadamente 35%, foi acima de 50% em 2001. Em 2002, foramproduzidos no pas 310.000 m2 de coletores solares (ABRAVA, 2001).

    3.4.2. SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

    Existem muitos pequenos projetos nacionais de gerao fotovoltaica de ener-gia eltrica, principalmente para o suprimento de eletricidade em comunida-des rurais e/ou isoladas do Norte e Nordeste do Brasil. Esses projetos atuambasicamente com quatro tipos de sistemas: i) bombeamento de gua, paraabastecimento domstico, irrigao e piscicultura; ii) iluminao pblica;

    Fonte: CENTRO DE REFERNCIA PARA A ENERGIA SOLAR E ELICA SRGIO DE SALVO BRITO - CRESESB. 2000. Disponvel em: www.cresesb.cepel.br/cresesb.htm.

    FIGURA 3.8 Sistema comercial de aquecimento solar de gua (Belo Horizonte MG)

    (9) Nesta estimativa, considerou-se que o chuveiro/aquecedor eltrico representa cerca de 25% do consumo residencial de energia eltrica e tomou-se como referncia os dados de 1998 [MME, 1999].

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    iii) sistemas de uso coletivo, tais como eletrificao de escolas, postos de sa-de e centros comunitrios; e iv) atendimento domiciliar. Entre outros, esto asestaes de telefonia e monitoramento remoto, a eletrificao de cercas, aproduo de gelo e a dessalinizao de gua. A seguir so apresentados al-guns exemplos desses sistemas.

    A Figura 3.9 apresenta um exemplo de sistema flutuante de bombea-mento de gua para irrigao, instalado no Aude Rio dos Peixes, Muni-cpio de Capim Grosso BA. O sistema formado por 16 painis M55da Siemens e uma bomba centrfuga de superfcie Mc Donald de 1 HPDC. Em poca de cheia, o sistema fica a 15 m da margem do aude ebombeia gua a uma distncia de 350 m, com vazo de 12 m3 por dia.Trata-se de uma parceria entre o National Renewable Energy Laboratory NREL, o Centro de Pesquisas de Energia Eltrica CEPEL e a Compa-nhia de Eletricidade do Estado da Bahia COELBA, tendo ainda a parti-cipao da Secretaria de Agricultura e Irrigao do Estado da Bahia e daAssociao de Moradores de Rio do Peixe (CRESESB, 2000).

    Outro exemplo de bombeamento fotovoltaico de gua, este na regiodo Pontal do Paranapanema (Extremo-Oeste do Estado de So Paulo), apresentado na Figura 3.10. O reservatrio tem capacidade de arma-zenamento de 7.500 litros e altura manomtrica de 86 metros, abas-tecendo 43 famlias. O sistema fotovoltaico constitudo de 21mdulos MSX 70, com potncia nominal de 1.470 Wp (USP; IEE,2000). Entre novembro de 1998 e janeiro de 1999, cerca de 440 fam-lias foram beneficiadas em toda a regio (Tabela 3.3) (USP; IEE, 2000).

    No Vale do Ribeira, situado no litoral Sul de So Paulo, foram instalados di-versos sistemas de eletrificao de escolas, postos de sade e unidades depreservao ambiental (estaes ecolgicas, parques estaduais etc.), almde atendimento a pequenas comunidades rurais. A Figura 3.11 apresentao caso do Ncleo Perequ, constitudo por laboratrios de pesquisa, tan-ques de cultivos para a fauna marinha, auditrio para conferncias e semi-nrios, alojamentos com refeitrio, cozinha e gabinetes de estudo (USP;IEE, 2000).

    Fonte: CENTRO DE REFERNCIA PARA A ENERGIA SOLAR E ELICA SRGIO DE SALVO BRITO - CRESESB. 2000. Disponvel em: www.cresesb.cepel.br/cresesb.htm.

    FIGURA 3.9 Sistema fotovoltaico de bombeamento de gua para irrigao (Capim Grosso BA)

    Fonte: UNIVERSIDADE DE SO PAULO USP. Instituto de Eletrotcnica e Energia IEE. Formao tcnica.So Paulo: 2000.

    FIGURA 3.10 Sistema de bombeamento fotovoltaico Santa Cruz I (Mirante do Paranapanema SP)

    Fonte: UNIVERSIDADE DE SO PAULO USP. Instituto de Eletrotcnica e Energia IEE. Formao tcni-ca. So Paulo: 2000.

    FIGURA 3.11 Sistema de eletrificao fotovoltaica do Ncleo Perequ (Vale do Ribeira SP)

  • TABELA 3.3 Sistemas de bombeamento de gua na regio do Pontal do Paranapanema SP

    Comunidade Municpio Altura Man.(m) Reservatrio (I) Potncia (Wp) Famlias

    Santa Cruz I Mte. do Paranapan. 86 7.500 1.470 43

    Santa Cruz II Mte. do Paranapan. 92 7.500 1.470 12

    Santana I Mte. do Paranapan. 7.500 2.241 22

    Santana II Mte. do Paranapan. 74 27.500 2.490 35

    Santa Rosa II Mte. do Paranapan. 92 7.500 1.890 30

    Santa Isabel Mte. do Paranapan. 92 7.500 2.988 67

    Palu Pres. Bernardes 67 7.500 1.280 14

    Santa Maria Pres. Venceslau 80 7.500 75

    Santa Rita Tupi Paulista 50 7.500 31

    Yapinary Ribeiro dos ndios 85 7.500 1.494 20

    Yapinary Ribeiro dos ndios 68 7.500 1.494 19

    Maturi Caiu 74 27.500 50

    Primavera I Pres. Venceslau 74 7.500 1.743 23

    Fonte: UNIVERSIDADE DE SO PAULO USP. Instituto de Eletrotcnica e Energia IEE. Formao tcnica. So Paulo: 2000.

    A Figura 3.12 exemplifica um sistema de atendimento domiciliar insta-lado no mbito do projeto Ribeirinhas. Esse projeto constitui uma aoestratgica do Programa Nacional de Eletrificao Luz no Campo etem como objetivo a implantao, em localidades ribeirinhas na regioamaznica, de sistemas baseados em fontes alternativas para geraode energia eltrica. O projeto conduzido pelo CEPEL e pela ELETRO-

    BRAS, em colaborao com a Universidade Federal do Amazonas(GUSMO et al, 2001).

    Existem tambm sistemas hbridos, integrando painis fotovoltaicos egrupos geradores a diesel. No municpio de Nova Mamor, Estado deRondnia, est em operao, desde abril de 2001, o maior sistema h-brido solar-diesel do Brasil (Figura 3.13). O sistema a diesel possui 3 mo-tores de 54 kW, totalizando 162 kW de potncia instalada. O sistemafotovoltaico constitudo por 320 painis de 64 W, perfazendo uma ca-pacidade nominal de 20,48 kW. Os painis esto dispostos em 20 colu-nas de 16 painis, voltados para o Norte geogrfico, com inclinao de10 graus em relao ao plano horizontal, ocupando uma rea de apro-ximadamente 300 m2. Esse sistema foi instalado pelo Laboratrio deEnergia Solar Labsolar da Universidade Federal de Santa Catarina UFSC, no mbito do Projeto BRA/98/019, mediante contrato de presta-o de servios, celebrado entre a ANEEL/PNUD e a Fundao de Am-paro Pesquisa e Extenso Universitria FAPEU daquela Universidade.

    Uma significativa parcela dos sistemas fotovoltaicos existentes no Pas foiinstalada no mbito do Programa de Desenvolvimento Energtico de Es-tados e Municpios PRODEEM, institudo pelo Governo Federal, em de-zembro de 1994, no mbito da Secretaria de Energia do Ministrio deMinas e Energia MME. Desde a sua criao, foram destinados US$37,25 milhes para 8.956 projetos e 5.112 kWp (quilowatt-pico) de po-tncia. Como indicado na Tabela 3.4, esses projetos incluem bombea-mento de gua, iluminao pblica e sistemas energticos coletivos. Amaioria dos sistemas do PRODEEM so sistemas energticos e instalados

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    Fonte: CENTRO DE REFERNCIA PARA A ENERGIA SOLAR E ELICA SRGIO DE SALVO BRITO - CRESESB. 2002.

    FIGURA 3.12 Sistema fotovoltaico para atendimento domiciliar Projeto Ribeirinhas

  • TABELA 3.4 Projetos fotovoltaicos coordenados pelo Prodeem/MME*

    Energticos Iluminao Pblica Bombeamento Totalizao

    Fases Qtd. Potncia Total Qtd. Potncia Total Qtd. Potncia Total Qtd. Potncia Total (A) KWp US$1mil (D) KWp US$1mil (G) (KWp) US$ 1mil (J)=A+D+G KWp US$ 1mil

    (B) (C) (E) (F) (H) (I) (L)=B+E+H (M)=C+F+I

    Fase I 190 87 526 137 7 76 54 78 480 381 172 1.081

    Fase II 387 195 1.621 242 17 197 179 213 1.635 808 425 3.453

    Fase III 843 526 3.495 0 0 0 224 165 1.173 1.067 691 4.668

    Emerg. 0 0 0 0 0 0 800 235 2.221 800 235 2.221

    Fase IV 1.660 972 5.456 0 0 0 1.240 457 4.569 2.900 1.429 10.026

    Fase V 3.000 2160 15.801 0 0 0 0 0 0 3.000 2.160 15.801

    Total 3.080 3.940 3.940 379 24 272 2.497 1.147 10.078 8.956 5.112 37.250

    Fonte: BRASIL. Ministrio de Minas e Energia - MME. Programa de Desenvolvimento Energtico de Estados e Municpios PRODEEM. 2003.

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    em escolas rurais. Na Fase V todos os 3.000 sistemas so iguais, capazesde fornecer diariamente cerca de 1.820 Wh, com a seguinte composio:seis painis de 120 Wp (total de 720 Wp); oito baterias de 150 Ah (totalde 1.200 Ah); e um inversor de 900 Watts (110 ou 220 V) (MME, 2003).

    Uma sntese por regio e unidade da Federao dos sistemas fotovoltai-cos de gerao de energia eltrica no Brasil instalados pelo PRODEEM apresentada na Tabela 3.5. Como se observa, a grande maioria desses sis-temas localiza-se nas regies Norte e Nordeste do Pas.

    Uma viso geogrfica mais detalhada da distribuio dos sistemasfotovoltaicos instalados por todo o Pas dificultada pelos seguintesfatores: a natureza desses projetos; a sua localizao, espalhados porpequenas e remotas localidades no territrio nacional; e a multiplicida-de empresas e instituies(10) envolvidas na sua implantao e operao.

    3.5. IMPACTOS SOCIOAMBIENTAISUma das restries tcnicas difuso de projetos de aproveitamento deenergia solar a baixa eficincia dos sistemas de converso de energia,o que torna necessrio o uso de grandes reas para a captao de ener-gia em quantidade suficiente para que o empreendimento se torne eco-nomicamente vivel. Comparada, contudo, a outras fontes, como aenergia hidrulica, por exemplo, que muitas vezes requer grandes reasinundadas, observa-se que a limitao de espao no to restritiva aoaproveitamento da energia solar.

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    Fonte: AGNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELTRICA ANEEL. Principais realizaes 1998/2000. Braslia,2000.

    FIGURA 3.13 Sistema hbrido solar-diesel de Araras, Nova Mamor RO

    (*) Observaes:a. Os sistemas energticos incluem mdulos, baterias, controladores, inversores CC/CA e estrutura de fixao dos mdulos.b. Os sistemas de bombeamento incluem mdulos, inversores/controladores, bombas dgua e estrutura de fixao dos mdulos.c. Dados das Fases I e II fornecidos pelo CEPEL.

    (10) Esses projetos so implementados e/ou monitorados por grande nmero de instituies pblicas e privadas (secretarias estaduais, prefeituras, universidades, empresas do setor eltrico e fabricantes deequipamentos, entre outros).

  • TABELA 3.5 Distribuio regional dos sistemas fotovoltaicos instalados pelo Prodeem at o ano de 2002

    Atendimento at 2001 Atendimento em 2002 Atendimento at 2002Regio UF Sistemas US$ 1 mil Sistemas US$ 1 mil Sistemas US$ 1 mil

    AC 156 577,20 96 450,66 252 1.027,86

    AM 81 299,70 125 586,79 206 886,49

    AP 99 366,30 8 37,55 107 403,85

    N PA 211 780,70 224 1.051,53 435 1.832,23

    RO 238 880,60 35 164,30 273 1.044,90

    RR 6 22,20 23 107,97 29 130,17

    TO 127 469,90 42 197,16 169 667,06

    TOTAL: 918 3.396,60 553 2.595,97 1.471 5.992,57

    AL 249 921,30 164 924,85 413 1.846,15

    BA 685 2.534,50 587 3.310,27 1272 5.844,77

    CE 476 1.761,20 257 1.449,30 733 3.210,50

    MA 339 1.254,30 582 2.700,00 921 3.954,30

    NE PB 166 614,20 71 400,39 237 1.014,59

    PE 197 728,90 58 327,08 255 1.055,98

    PI 122 451,40 302 1.703,07 424 2.154,47

    RN 204 754,80 46 259,41 250 1.014,21

    SE 28 103,60 44 248,13 72 351,73

    TOTAL: 2.466 9.124,20 2.111 11.322,50 4.577 20.446,70

    ES 48 177,60 2 11,28 50 188,88

    SE MG 244 902,80 288 1.624,12 532 2.526,92

    RJ 68 251,60 0 0,00 68 251,60

    SP 105 388,50 0 0,00 105 388,50

    TOTAL: 465 1.720,50 290 1.635,40 755 3.355,90

    PR 5 18,50 0 0,00 5 18,50

    S RS 97 358,90 0 0,00 97 358,90

    SC 77 284,90 0 0,00 77 284,90

    TOTAL: 179 662,30 0 0,00 179 662,30

    GO 120 444,00 33 186,10 153 630,10

    CO MS 348 1.287,60 0 0,00 348 1.287,60

    MT 96 355,20 13 61,03 109 416,23

    TOTAL: 564 2.086,80 46 247,12 610 2.333,92

    BRASIL TOTAL 4.592 16.990,40 3.000 15.801,00 7.592 32.791,40

    Fonte: BRASIL. Ministrio de Minas e Energia - MME. Programa de Desenvolvimento Energtico de Estados e Municpios PRODEEM. 2003.

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