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Universidade Federal de Ouro Preto Instituto de Ciências Exatas e Aplicadas Departamento de Engenharia Elétrica Trabalho de Conclusão de Curso ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS ON-GRID E OFF-GRID Marliana de Oliveira Lage Alves João Monlevade, MG 2019

ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ...€¦ · Energia solar [manuscrito]: estudo da geração de energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos on-grid

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Page 1: ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ...€¦ · Energia solar [manuscrito]: estudo da geração de energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos on-grid

Universidade Federal de Ouro PretoInstituto de Ciecircncias Exatas e AplicadasDepartamento de Engenharia Eleacutetrica

Trabalho de Conclusatildeo de Curso

ENERGIA SOLAR ESTUDO DA GERACcedilAtildeODE ENERGIA ELEacuteTRICA ATRAVEacuteS DOS

SISTEMAS FOTOVOLTAICOSON-GRID E OFF-GRID

Marliana de Oliveira Lage Alves

Joatildeo Monlevade MG2019

Marliana de Oliveira Lage Alves

ENERGIA SOLAR ESTUDO DA GERACcedilAtildeODE ENERGIA ELEacuteTRICA ATRAVEacuteS DOS

SISTEMAS FOTOVOLTAICOSON-GRID E OFF-GRID

Trabalho de Conclusatildeo de curso apresentado agrave Univer-sidade Federal de Ouro Preto como parte dos requisitospara obtenccedilatildeo do Tiacutetulo de Bacharel em EngenhariaEleacutetrica pelo Instituto de Ciecircncias Exatas e Aplicadasda Universidade Federal de Ouro PretoOrientador Prof Dr Savio Figueira CorrecircaCoorientador Prof Dr Welbert Rodrigues Alves

Universidade Federal de Ouro PretoJoatildeo Monlevade

2019

Catalogaccedilatildeo fichasisbinufopedubr

A474e Alves Marliana de Oliveira Lage Energia solar [manuscrito] estudo da geraccedilatildeo de energia eleacutetrica atraveacutes dossistemas fotovoltaicos on-grid e off-grid Marliana de Oliveira Lage Alves -2019

75f il color grafs tabs mapas

Orientador Prof Dr Savio Figueira Correcirca Coorientador Prof Dr Welbert Alves Rodrigues

Monografia (Graduaccedilatildeo) Universidade Federal de Ouro Preto Instituto deCiecircncias Exatas e Aplicadas Departamento de Engenharia Eleacutetrica

1 Energia solar 2 Sistemas de energia fotovoltaica 3 Geraccedilatildeo distribuiacuteda deenergia eleacutetrica 4 Sustentabilidade e meio ambiente I Correcirca SavioFigueira II Rodrigues Welbert Alves III Universidade Federal de OuroPreto IV Titulo

CDU 62131

Primeiramente dedico este trabalho a DEUS luz e fortaleza diaacuteria em minha vida Aminha matildee Vilma pelo incentivo pelas saacutebias palavras de apoio e de modo complementarpor auxiliar-me de todas as maneiras Ao meu pai Honoacuterio pelo carinho por dar-meforccedila e motivaccedilatildeo constantes A minha irmatilde Patriacutecia grande amiga e companheirapor ser e estar presente em minha vida Dedico tambeacutem ao meu noivo Jonathan pelocompanheirismo amor e dedicaccedilatildeo oferecidos afetuosamente a mim

A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltaraacute ao seu tamanho original(Albert Einstein)

Sumaacuterio

1 CAPIacuteTULO I 1411 INTRODUCcedilAtildeO 1412 Objetivos 1513 Justificativa 16

2 CAPIacuteTULO II 1821 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 1822 Energia solar 2023 Sistemas fotovoltaicos 24

3 CAPIacuteTULO III 2731 METODOLOGIA 27

4 CAPIacuteTULO IV 2941 ANAacuteLISES 29411 Anaacutelise teacutecnica 294111 Sistema ON-Grid 344112 Sistema OFF-Grid 394113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid 43412 Anaacutelise socioambiental 464121 Demanda de mercado 464122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica 534123 Impacto socioambiental 594124 Sustentabilidade 654125 Principais incentivos no Brasil 67

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES 71

REFEREcircNCIAS 72

Lista de ilustraccedilotildees

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira 19Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra 23Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica 25Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico 28Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovol-

taica por Estado 30Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018 33Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede 36Figura 8 ndash Sistema ON-Grid 38Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 38Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid 40Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada 40Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid 43Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 43Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh 50Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendi-

mento energeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpanono perfil de cores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 parageradores fotovoltaicos fixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nascidades 54

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nosleilotildees de energia 56

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda 58Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no

final de vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perdaantecipada e cenaacuterio de perda regular 62

Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040 64

Lista de tabelas

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

Lista de abreviaturas e siglas

ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

CA Corrente Alternada

CC Corrente Contiacutenua

CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

CO2 Dioacutexido de carbono

CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

FV Fotovoltaico

GEE Gases de Efeito Estufa

GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

GWp Gigawatt-pico

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

kW Quilowatt

kWh Quilowatt-hora

kWp Quilowatt-pico

MME Ministeacuterio de Minas e Energia

Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

MW Megawatt

MWp Megawatt-pico

nm Nano-metro

OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

PIB Produto Interno Bruto

PNE Plano Nacional de Energia

PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

THz Tera-Hertz

TWh Terawatt-hora

UCs Unidades Consumidoras

UFV Central Geradora Fotovoltaica

ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

1 CAPIacuteTULO I

11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

12 Objetivos

Objetivo Geral

O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

Objetivos Especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

2 CAPIacuteTULO II

21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

Fonte BEN 2019

Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

1 Combustiacuteveis foacutesseis

2 Radiaccedilatildeo solar

3 Ventos

4 Recursos hiacutedricos

5 Biomassa

6 Elementos radioativos

7 Geotermas

8 Oceanos

Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

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Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

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23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

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Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

Fonte GEPEA

A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

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solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

3 CAPIacuteTULO III

31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

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Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

Fonte Elaborado pelo autor

4 CAPIacuteTULO IV

41 ANAacuteLISES

411 Anaacutelise teacutecnica

Geraccedilatildeo Centralizada

Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

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Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

Fonte CCEEABSOLAR 2019

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

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Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

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de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

Fonte EPE 2019

Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

Fonte EPE 2019

A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

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Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

4111 Sistema ON-Grid

Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

Fonte PORTAL SOLAR

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

2 INVERSOR

O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

4112 Sistema OFF-Grid

Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

Conforme Decreto (2010)

bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte FPME

Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

Fonte CRESESB 2006

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Como nos sistemas ON-Grid

2 CONTROLADORES DE CARGA

Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

3 BATERIAS

Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

4 INVERSOR

Como nos sistemas ON-Grid

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

bull Carga CC sem armazenamento

Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

bull Carga CC com armazenamento

Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

bull Carga CA sem armazenamento

Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

bull Carga CA com armazenamento

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

bull aumento da taxa de autoconsumo

bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

412 Anaacutelise socioambiental

4121 Demanda de mercado

As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

[(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

Fonte IBGE 2019

Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

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Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

Fonte CRESESB - CEPEL

Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

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Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

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Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

Fonte EPE - PNE 2050

Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

Fonte EPE 2018

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4123 Impacto socioambiental

Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

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de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

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isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

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Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

Fonte IRENA 2016

Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

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bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

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Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

Fonte EPE 2019

No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

4124 Sustentabilidade

O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

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bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

bull programas de educaccedilatildeo

Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

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Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

4125 Principais incentivos no Brasil

O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

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instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

bull empresas sediadas no paiacutes

bull administraccedilatildeo puacuteblica

bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

bull produtores rurais

bull transportadores autocircnomos de carga

bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

bull condomiacutenios

Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

72

Referecircncias

ABSOLAR Seminaacuterio Desafios da Geraccedilatildeo de Energia Eleacutetrica no Brasil Brasiacutelia ndash DF2017 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrdocuments1018415266087painel+3+ap+7+20171019+ABSOLAR+-+Energia+Solar+Fotovoltaica+-+Dr+Rodrigo+Lopes+Sauaiapdf54f8b161-751b-0639-bd04-77a60cac45c3gt

Perspectivas para a geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica no Brasil SatildeoPaulo 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwabsolarorgbrnoticiaartigos-da-absolarartigo-perspectivas-para-a-geracao-centralizada-solar-fotovoltaica-no-brasilhtmlgt

ANEEL Energia solar [Sl] Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbraplicacoesatlaspdf03-Energia_Solar(3)pdfgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 482 de 17 de abril de 2012 [Sl] Dis-poniacutevel em lthttpwww2aneelgovbrarquivosPDFResoluC3A7C3A3o20Normativa2048220de20201220-20bip-junho-2012pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 687 de 24 de novemrbro de 2015 [Sl] 2015 Disponiacutevelem lthttpwww2aneelgovbrcedocren2015687pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

BLUE SOL Soluccedilotildees Completas em Energia Solar Fotovoltaica [Sl] 2019 Disponiacutevelem lthttpsbluesolcombrgt

BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

BRASIL Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior - SecretariaDe Desenvolvimento E Competitividade Industrial - Departamento De CompetitividadeIndustrial Relatoacuterio final grupo de trabalho solar fotovoltaico [Sl] 05 Dez 2017 a

Referecircncias 73

05 Mar 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwmdicgovbrimagesREPOSITORIOsdci2018-Relatorio-GTFotovoltaico-Camexpdfgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Brasil lanccedila programa de geraccedilatildeo distribuiacutedacom destaque para energia solar [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrwebguestpagina-inicialoutras-noticas-asset_publisher32hLrOzMKwWbcontentprograma-de-geracao-distribuida-preve-movimentar-r-100-bi-em-investimentos-ate-2030gt

Resoluccedilatildeo No 2 de 28 de agosto de 2018 [Sl] 2018 Disponiacutevelem lthttpwwwingovbrmateria-asset_publisherKujrw0TZC2Mbcontentid38727425do1-2018-08-29-resolucao-n-2-de-28-de-agosto-de-2018-38727285gt

CELESC Projeto bocircnus fotovoltaico [Sl] Disponiacutevel em lthttpbonusfotovoltaicocelesccombrgt

CEMIG Alternativas Energeacuteticas [Sl] 2012 Disponiacutevel em lthttpwwwcemigcombrpt-brA_Cemig_e_o_FuturoinovacaoAlternativas_EnergeticasDocumentsAlternativas20Energeticaspdfgt

CRESESB-CEPEL Energia solar - Princiacutepios e aplicaccedilotildees [Sl] 2006 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrdownloadtutorialtutorial_solar_2006pdfgt

Tutorial de Energia Solar Fotovoltaica Rio de Janeiro 2008 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrindexphpsection=com_contentamplang=ptampcid=301gt

Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos Rio de Ja-neiro 2014 Disponiacutevel em lthttpswwwportal-energiacomdownloadslivro-manual-de-engenharia-sistemas-fotovoltaicos-2014pdfgt

DECRETO No 7246 de 28 de julho de 2010 Brasil 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwplanaltogovbrccivil_03_Ato2007-20102010DecretoD7246htmgt

EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

Referecircncias 74

Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

Referecircncias 75

Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

  • Folha de rosto
  • Dedicatoacuteria
  • Epiacutegrafe
  • Sumaacuterio
  • Lista de ilustraccedilotildees
  • Lista de tabelas
  • Lista de abreviaturas e siglas
  • Resumo
  • Abstract
  • CAPIacuteTULO I
    • INTRODUCcedilAtildeO
    • Objetivos
    • Justificativa
      • CAPIacuteTULO II
        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
        • Energia solar
        • Sistemas fotovoltaicos
          • CAPIacuteTULO III
            • METODOLOGIA
              • CAPIacuteTULO IV
                • ANAacuteLISES
                  • Anaacutelise teacutecnica
                    • Sistema ON-Grid
                    • Sistema OFF-Grid
                    • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                      • Anaacutelise socioambiental
                        • Demanda de mercado
                        • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                        • Impacto socioambiental
                        • Sustentabilidade
                        • Principais incentivos no Brasil
                          • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                          • Referecircncias
Page 2: ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ...€¦ · Energia solar [manuscrito]: estudo da geração de energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos on-grid

Marliana de Oliveira Lage Alves

ENERGIA SOLAR ESTUDO DA GERACcedilAtildeODE ENERGIA ELEacuteTRICA ATRAVEacuteS DOS

SISTEMAS FOTOVOLTAICOSON-GRID E OFF-GRID

Trabalho de Conclusatildeo de curso apresentado agrave Univer-sidade Federal de Ouro Preto como parte dos requisitospara obtenccedilatildeo do Tiacutetulo de Bacharel em EngenhariaEleacutetrica pelo Instituto de Ciecircncias Exatas e Aplicadasda Universidade Federal de Ouro PretoOrientador Prof Dr Savio Figueira CorrecircaCoorientador Prof Dr Welbert Rodrigues Alves

Universidade Federal de Ouro PretoJoatildeo Monlevade

2019

Catalogaccedilatildeo fichasisbinufopedubr

A474e Alves Marliana de Oliveira Lage Energia solar [manuscrito] estudo da geraccedilatildeo de energia eleacutetrica atraveacutes dossistemas fotovoltaicos on-grid e off-grid Marliana de Oliveira Lage Alves -2019

75f il color grafs tabs mapas

Orientador Prof Dr Savio Figueira Correcirca Coorientador Prof Dr Welbert Alves Rodrigues

Monografia (Graduaccedilatildeo) Universidade Federal de Ouro Preto Instituto deCiecircncias Exatas e Aplicadas Departamento de Engenharia Eleacutetrica

1 Energia solar 2 Sistemas de energia fotovoltaica 3 Geraccedilatildeo distribuiacuteda deenergia eleacutetrica 4 Sustentabilidade e meio ambiente I Correcirca SavioFigueira II Rodrigues Welbert Alves III Universidade Federal de OuroPreto IV Titulo

CDU 62131

Primeiramente dedico este trabalho a DEUS luz e fortaleza diaacuteria em minha vida Aminha matildee Vilma pelo incentivo pelas saacutebias palavras de apoio e de modo complementarpor auxiliar-me de todas as maneiras Ao meu pai Honoacuterio pelo carinho por dar-meforccedila e motivaccedilatildeo constantes A minha irmatilde Patriacutecia grande amiga e companheirapor ser e estar presente em minha vida Dedico tambeacutem ao meu noivo Jonathan pelocompanheirismo amor e dedicaccedilatildeo oferecidos afetuosamente a mim

A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltaraacute ao seu tamanho original(Albert Einstein)

Sumaacuterio

1 CAPIacuteTULO I 1411 INTRODUCcedilAtildeO 1412 Objetivos 1513 Justificativa 16

2 CAPIacuteTULO II 1821 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 1822 Energia solar 2023 Sistemas fotovoltaicos 24

3 CAPIacuteTULO III 2731 METODOLOGIA 27

4 CAPIacuteTULO IV 2941 ANAacuteLISES 29411 Anaacutelise teacutecnica 294111 Sistema ON-Grid 344112 Sistema OFF-Grid 394113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid 43412 Anaacutelise socioambiental 464121 Demanda de mercado 464122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica 534123 Impacto socioambiental 594124 Sustentabilidade 654125 Principais incentivos no Brasil 67

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES 71

REFEREcircNCIAS 72

Lista de ilustraccedilotildees

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira 19Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra 23Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica 25Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico 28Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovol-

taica por Estado 30Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018 33Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede 36Figura 8 ndash Sistema ON-Grid 38Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 38Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid 40Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada 40Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid 43Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 43Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh 50Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendi-

mento energeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpanono perfil de cores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 parageradores fotovoltaicos fixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nascidades 54

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nosleilotildees de energia 56

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda 58Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no

final de vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perdaantecipada e cenaacuterio de perda regular 62

Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040 64

Lista de tabelas

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

Lista de abreviaturas e siglas

ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

CA Corrente Alternada

CC Corrente Contiacutenua

CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

CO2 Dioacutexido de carbono

CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

FV Fotovoltaico

GEE Gases de Efeito Estufa

GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

GWp Gigawatt-pico

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

kW Quilowatt

kWh Quilowatt-hora

kWp Quilowatt-pico

MME Ministeacuterio de Minas e Energia

Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

MW Megawatt

MWp Megawatt-pico

nm Nano-metro

OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

PIB Produto Interno Bruto

PNE Plano Nacional de Energia

PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

THz Tera-Hertz

TWh Terawatt-hora

UCs Unidades Consumidoras

UFV Central Geradora Fotovoltaica

ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

1 CAPIacuteTULO I

11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

12 Objetivos

Objetivo Geral

O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

Objetivos Especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

2 CAPIacuteTULO II

21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

Fonte BEN 2019

Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

1 Combustiacuteveis foacutesseis

2 Radiaccedilatildeo solar

3 Ventos

4 Recursos hiacutedricos

5 Biomassa

6 Elementos radioativos

7 Geotermas

8 Oceanos

Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

Fonte GEPEA

A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

3 CAPIacuteTULO III

31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

Fonte Elaborado pelo autor

4 CAPIacuteTULO IV

41 ANAacuteLISES

411 Anaacutelise teacutecnica

Geraccedilatildeo Centralizada

Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

Fonte CCEEABSOLAR 2019

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

Fonte EPE 2019

Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

Fonte EPE 2019

A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

4111 Sistema ON-Grid

Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

Fonte PORTAL SOLAR

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

2 INVERSOR

O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

4112 Sistema OFF-Grid

Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

Conforme Decreto (2010)

bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte FPME

Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

Fonte CRESESB 2006

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Como nos sistemas ON-Grid

2 CONTROLADORES DE CARGA

Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

3 BATERIAS

Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

4 INVERSOR

Como nos sistemas ON-Grid

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

bull Carga CC sem armazenamento

Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

bull Carga CC com armazenamento

Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

bull Carga CA sem armazenamento

Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

bull Carga CA com armazenamento

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

bull aumento da taxa de autoconsumo

bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

412 Anaacutelise socioambiental

4121 Demanda de mercado

As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

[(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

Fonte IBGE 2019

Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

Fonte CRESESB - CEPEL

Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

Fonte EPE - PNE 2050

Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

Fonte EPE 2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

4123 Impacto socioambiental

Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

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de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

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isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

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Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

Fonte IRENA 2016

Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

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bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

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Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

Fonte EPE 2019

No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

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4124 Sustentabilidade

O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

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bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

bull programas de educaccedilatildeo

Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

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Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

4125 Principais incentivos no Brasil

O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

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instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

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O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

bull empresas sediadas no paiacutes

bull administraccedilatildeo puacuteblica

bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

bull produtores rurais

bull transportadores autocircnomos de carga

bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

bull condomiacutenios

Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

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Referecircncias

ABSOLAR Seminaacuterio Desafios da Geraccedilatildeo de Energia Eleacutetrica no Brasil Brasiacutelia ndash DF2017 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrdocuments1018415266087painel+3+ap+7+20171019+ABSOLAR+-+Energia+Solar+Fotovoltaica+-+Dr+Rodrigo+Lopes+Sauaiapdf54f8b161-751b-0639-bd04-77a60cac45c3gt

Perspectivas para a geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica no Brasil SatildeoPaulo 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwabsolarorgbrnoticiaartigos-da-absolarartigo-perspectivas-para-a-geracao-centralizada-solar-fotovoltaica-no-brasilhtmlgt

ANEEL Energia solar [Sl] Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbraplicacoesatlaspdf03-Energia_Solar(3)pdfgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 482 de 17 de abril de 2012 [Sl] Dis-poniacutevel em lthttpwww2aneelgovbrarquivosPDFResoluC3A7C3A3o20Normativa2048220de20201220-20bip-junho-2012pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 687 de 24 de novemrbro de 2015 [Sl] 2015 Disponiacutevelem lthttpwww2aneelgovbrcedocren2015687pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

BLUE SOL Soluccedilotildees Completas em Energia Solar Fotovoltaica [Sl] 2019 Disponiacutevelem lthttpsbluesolcombrgt

BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

BRASIL Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior - SecretariaDe Desenvolvimento E Competitividade Industrial - Departamento De CompetitividadeIndustrial Relatoacuterio final grupo de trabalho solar fotovoltaico [Sl] 05 Dez 2017 a

Referecircncias 73

05 Mar 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwmdicgovbrimagesREPOSITORIOsdci2018-Relatorio-GTFotovoltaico-Camexpdfgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Brasil lanccedila programa de geraccedilatildeo distribuiacutedacom destaque para energia solar [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrwebguestpagina-inicialoutras-noticas-asset_publisher32hLrOzMKwWbcontentprograma-de-geracao-distribuida-preve-movimentar-r-100-bi-em-investimentos-ate-2030gt

Resoluccedilatildeo No 2 de 28 de agosto de 2018 [Sl] 2018 Disponiacutevelem lthttpwwwingovbrmateria-asset_publisherKujrw0TZC2Mbcontentid38727425do1-2018-08-29-resolucao-n-2-de-28-de-agosto-de-2018-38727285gt

CELESC Projeto bocircnus fotovoltaico [Sl] Disponiacutevel em lthttpbonusfotovoltaicocelesccombrgt

CEMIG Alternativas Energeacuteticas [Sl] 2012 Disponiacutevel em lthttpwwwcemigcombrpt-brA_Cemig_e_o_FuturoinovacaoAlternativas_EnergeticasDocumentsAlternativas20Energeticaspdfgt

CRESESB-CEPEL Energia solar - Princiacutepios e aplicaccedilotildees [Sl] 2006 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrdownloadtutorialtutorial_solar_2006pdfgt

Tutorial de Energia Solar Fotovoltaica Rio de Janeiro 2008 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrindexphpsection=com_contentamplang=ptampcid=301gt

Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos Rio de Ja-neiro 2014 Disponiacutevel em lthttpswwwportal-energiacomdownloadslivro-manual-de-engenharia-sistemas-fotovoltaicos-2014pdfgt

DECRETO No 7246 de 28 de julho de 2010 Brasil 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwplanaltogovbrccivil_03_Ato2007-20102010DecretoD7246htmgt

EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

Referecircncias 74

Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

Referecircncias 75

Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

  • Folha de rosto
  • Dedicatoacuteria
  • Epiacutegrafe
  • Sumaacuterio
  • Lista de ilustraccedilotildees
  • Lista de tabelas
  • Lista de abreviaturas e siglas
  • Resumo
  • Abstract
  • CAPIacuteTULO I
    • INTRODUCcedilAtildeO
    • Objetivos
    • Justificativa
      • CAPIacuteTULO II
        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
        • Energia solar
        • Sistemas fotovoltaicos
          • CAPIacuteTULO III
            • METODOLOGIA
              • CAPIacuteTULO IV
                • ANAacuteLISES
                  • Anaacutelise teacutecnica
                    • Sistema ON-Grid
                    • Sistema OFF-Grid
                    • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                      • Anaacutelise socioambiental
                        • Demanda de mercado
                        • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                        • Impacto socioambiental
                        • Sustentabilidade
                        • Principais incentivos no Brasil
                          • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                          • Referecircncias
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Catalogaccedilatildeo fichasisbinufopedubr

A474e Alves Marliana de Oliveira Lage Energia solar [manuscrito] estudo da geraccedilatildeo de energia eleacutetrica atraveacutes dossistemas fotovoltaicos on-grid e off-grid Marliana de Oliveira Lage Alves -2019

75f il color grafs tabs mapas

Orientador Prof Dr Savio Figueira Correcirca Coorientador Prof Dr Welbert Alves Rodrigues

Monografia (Graduaccedilatildeo) Universidade Federal de Ouro Preto Instituto deCiecircncias Exatas e Aplicadas Departamento de Engenharia Eleacutetrica

1 Energia solar 2 Sistemas de energia fotovoltaica 3 Geraccedilatildeo distribuiacuteda deenergia eleacutetrica 4 Sustentabilidade e meio ambiente I Correcirca SavioFigueira II Rodrigues Welbert Alves III Universidade Federal de OuroPreto IV Titulo

CDU 62131

Primeiramente dedico este trabalho a DEUS luz e fortaleza diaacuteria em minha vida Aminha matildee Vilma pelo incentivo pelas saacutebias palavras de apoio e de modo complementarpor auxiliar-me de todas as maneiras Ao meu pai Honoacuterio pelo carinho por dar-meforccedila e motivaccedilatildeo constantes A minha irmatilde Patriacutecia grande amiga e companheirapor ser e estar presente em minha vida Dedico tambeacutem ao meu noivo Jonathan pelocompanheirismo amor e dedicaccedilatildeo oferecidos afetuosamente a mim

A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltaraacute ao seu tamanho original(Albert Einstein)

Sumaacuterio

1 CAPIacuteTULO I 1411 INTRODUCcedilAtildeO 1412 Objetivos 1513 Justificativa 16

2 CAPIacuteTULO II 1821 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 1822 Energia solar 2023 Sistemas fotovoltaicos 24

3 CAPIacuteTULO III 2731 METODOLOGIA 27

4 CAPIacuteTULO IV 2941 ANAacuteLISES 29411 Anaacutelise teacutecnica 294111 Sistema ON-Grid 344112 Sistema OFF-Grid 394113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid 43412 Anaacutelise socioambiental 464121 Demanda de mercado 464122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica 534123 Impacto socioambiental 594124 Sustentabilidade 654125 Principais incentivos no Brasil 67

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES 71

REFEREcircNCIAS 72

Lista de ilustraccedilotildees

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira 19Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra 23Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica 25Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico 28Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovol-

taica por Estado 30Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018 33Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede 36Figura 8 ndash Sistema ON-Grid 38Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 38Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid 40Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada 40Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid 43Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 43Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh 50Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendi-

mento energeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpanono perfil de cores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 parageradores fotovoltaicos fixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nascidades 54

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nosleilotildees de energia 56

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda 58Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no

final de vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perdaantecipada e cenaacuterio de perda regular 62

Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040 64

Lista de tabelas

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

Lista de abreviaturas e siglas

ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

CA Corrente Alternada

CC Corrente Contiacutenua

CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

CO2 Dioacutexido de carbono

CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

FV Fotovoltaico

GEE Gases de Efeito Estufa

GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

GWp Gigawatt-pico

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

kW Quilowatt

kWh Quilowatt-hora

kWp Quilowatt-pico

MME Ministeacuterio de Minas e Energia

Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

MW Megawatt

MWp Megawatt-pico

nm Nano-metro

OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

PIB Produto Interno Bruto

PNE Plano Nacional de Energia

PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

THz Tera-Hertz

TWh Terawatt-hora

UCs Unidades Consumidoras

UFV Central Geradora Fotovoltaica

ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

1 CAPIacuteTULO I

11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

12 Objetivos

Objetivo Geral

O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

Objetivos Especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

2 CAPIacuteTULO II

21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

Fonte BEN 2019

Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

1 Combustiacuteveis foacutesseis

2 Radiaccedilatildeo solar

3 Ventos

4 Recursos hiacutedricos

5 Biomassa

6 Elementos radioativos

7 Geotermas

8 Oceanos

Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

Fonte GEPEA

A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

3 CAPIacuteTULO III

31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

Fonte Elaborado pelo autor

4 CAPIacuteTULO IV

41 ANAacuteLISES

411 Anaacutelise teacutecnica

Geraccedilatildeo Centralizada

Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

Fonte CCEEABSOLAR 2019

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

Fonte EPE 2019

Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

Fonte EPE 2019

A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

4111 Sistema ON-Grid

Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

Fonte PORTAL SOLAR

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

2 INVERSOR

O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

4112 Sistema OFF-Grid

Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

Conforme Decreto (2010)

bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte FPME

Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

Fonte CRESESB 2006

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Como nos sistemas ON-Grid

2 CONTROLADORES DE CARGA

Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

3 BATERIAS

Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

4 INVERSOR

Como nos sistemas ON-Grid

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

bull Carga CC sem armazenamento

Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

bull Carga CC com armazenamento

Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

bull Carga CA sem armazenamento

Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

bull Carga CA com armazenamento

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

bull aumento da taxa de autoconsumo

bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

412 Anaacutelise socioambiental

4121 Demanda de mercado

As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

[(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

Fonte IBGE 2019

Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

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A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

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Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

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Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

Fonte CRESESB - CEPEL

Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

Fonte EPE - PNE 2050

Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

Fonte EPE 2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

4123 Impacto socioambiental

Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

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isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

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Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

Fonte IRENA 2016

Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

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Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

Fonte EPE 2019

No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

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4124 Sustentabilidade

O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

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bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

bull programas de educaccedilatildeo

Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

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Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

4125 Principais incentivos no Brasil

O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

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O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

bull empresas sediadas no paiacutes

bull administraccedilatildeo puacuteblica

bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

bull produtores rurais

bull transportadores autocircnomos de carga

bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

bull condomiacutenios

Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

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Referecircncias

ABSOLAR Seminaacuterio Desafios da Geraccedilatildeo de Energia Eleacutetrica no Brasil Brasiacutelia ndash DF2017 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrdocuments1018415266087painel+3+ap+7+20171019+ABSOLAR+-+Energia+Solar+Fotovoltaica+-+Dr+Rodrigo+Lopes+Sauaiapdf54f8b161-751b-0639-bd04-77a60cac45c3gt

Perspectivas para a geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica no Brasil SatildeoPaulo 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwabsolarorgbrnoticiaartigos-da-absolarartigo-perspectivas-para-a-geracao-centralizada-solar-fotovoltaica-no-brasilhtmlgt

ANEEL Energia solar [Sl] Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbraplicacoesatlaspdf03-Energia_Solar(3)pdfgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 482 de 17 de abril de 2012 [Sl] Dis-poniacutevel em lthttpwww2aneelgovbrarquivosPDFResoluC3A7C3A3o20Normativa2048220de20201220-20bip-junho-2012pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 687 de 24 de novemrbro de 2015 [Sl] 2015 Disponiacutevelem lthttpwww2aneelgovbrcedocren2015687pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

BLUE SOL Soluccedilotildees Completas em Energia Solar Fotovoltaica [Sl] 2019 Disponiacutevelem lthttpsbluesolcombrgt

BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

BRASIL Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior - SecretariaDe Desenvolvimento E Competitividade Industrial - Departamento De CompetitividadeIndustrial Relatoacuterio final grupo de trabalho solar fotovoltaico [Sl] 05 Dez 2017 a

Referecircncias 73

05 Mar 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwmdicgovbrimagesREPOSITORIOsdci2018-Relatorio-GTFotovoltaico-Camexpdfgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Brasil lanccedila programa de geraccedilatildeo distribuiacutedacom destaque para energia solar [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrwebguestpagina-inicialoutras-noticas-asset_publisher32hLrOzMKwWbcontentprograma-de-geracao-distribuida-preve-movimentar-r-100-bi-em-investimentos-ate-2030gt

Resoluccedilatildeo No 2 de 28 de agosto de 2018 [Sl] 2018 Disponiacutevelem lthttpwwwingovbrmateria-asset_publisherKujrw0TZC2Mbcontentid38727425do1-2018-08-29-resolucao-n-2-de-28-de-agosto-de-2018-38727285gt

CELESC Projeto bocircnus fotovoltaico [Sl] Disponiacutevel em lthttpbonusfotovoltaicocelesccombrgt

CEMIG Alternativas Energeacuteticas [Sl] 2012 Disponiacutevel em lthttpwwwcemigcombrpt-brA_Cemig_e_o_FuturoinovacaoAlternativas_EnergeticasDocumentsAlternativas20Energeticaspdfgt

CRESESB-CEPEL Energia solar - Princiacutepios e aplicaccedilotildees [Sl] 2006 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrdownloadtutorialtutorial_solar_2006pdfgt

Tutorial de Energia Solar Fotovoltaica Rio de Janeiro 2008 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrindexphpsection=com_contentamplang=ptampcid=301gt

Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos Rio de Ja-neiro 2014 Disponiacutevel em lthttpswwwportal-energiacomdownloadslivro-manual-de-engenharia-sistemas-fotovoltaicos-2014pdfgt

DECRETO No 7246 de 28 de julho de 2010 Brasil 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwplanaltogovbrccivil_03_Ato2007-20102010DecretoD7246htmgt

EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

Referecircncias 74

Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

Referecircncias 75

Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

  • Folha de rosto
  • Dedicatoacuteria
  • Epiacutegrafe
  • Sumaacuterio
  • Lista de ilustraccedilotildees
  • Lista de tabelas
  • Lista de abreviaturas e siglas
  • Resumo
  • Abstract
  • CAPIacuteTULO I
    • INTRODUCcedilAtildeO
    • Objetivos
    • Justificativa
      • CAPIacuteTULO II
        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
        • Energia solar
        • Sistemas fotovoltaicos
          • CAPIacuteTULO III
            • METODOLOGIA
              • CAPIacuteTULO IV
                • ANAacuteLISES
                  • Anaacutelise teacutecnica
                    • Sistema ON-Grid
                    • Sistema OFF-Grid
                    • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                      • Anaacutelise socioambiental
                        • Demanda de mercado
                        • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                        • Impacto socioambiental
                        • Sustentabilidade
                        • Principais incentivos no Brasil
                          • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                          • Referecircncias
Page 4: ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ...€¦ · Energia solar [manuscrito]: estudo da geração de energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos on-grid

Primeiramente dedico este trabalho a DEUS luz e fortaleza diaacuteria em minha vida Aminha matildee Vilma pelo incentivo pelas saacutebias palavras de apoio e de modo complementarpor auxiliar-me de todas as maneiras Ao meu pai Honoacuterio pelo carinho por dar-meforccedila e motivaccedilatildeo constantes A minha irmatilde Patriacutecia grande amiga e companheirapor ser e estar presente em minha vida Dedico tambeacutem ao meu noivo Jonathan pelocompanheirismo amor e dedicaccedilatildeo oferecidos afetuosamente a mim

A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltaraacute ao seu tamanho original(Albert Einstein)

Sumaacuterio

1 CAPIacuteTULO I 1411 INTRODUCcedilAtildeO 1412 Objetivos 1513 Justificativa 16

2 CAPIacuteTULO II 1821 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 1822 Energia solar 2023 Sistemas fotovoltaicos 24

3 CAPIacuteTULO III 2731 METODOLOGIA 27

4 CAPIacuteTULO IV 2941 ANAacuteLISES 29411 Anaacutelise teacutecnica 294111 Sistema ON-Grid 344112 Sistema OFF-Grid 394113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid 43412 Anaacutelise socioambiental 464121 Demanda de mercado 464122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica 534123 Impacto socioambiental 594124 Sustentabilidade 654125 Principais incentivos no Brasil 67

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES 71

REFEREcircNCIAS 72

Lista de ilustraccedilotildees

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira 19Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra 23Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica 25Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico 28Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovol-

taica por Estado 30Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018 33Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede 36Figura 8 ndash Sistema ON-Grid 38Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 38Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid 40Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada 40Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid 43Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 43Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh 50Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendi-

mento energeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpanono perfil de cores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 parageradores fotovoltaicos fixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nascidades 54

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nosleilotildees de energia 56

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda 58Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no

final de vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perdaantecipada e cenaacuterio de perda regular 62

Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040 64

Lista de tabelas

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

Lista de abreviaturas e siglas

ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

CA Corrente Alternada

CC Corrente Contiacutenua

CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

CO2 Dioacutexido de carbono

CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

FV Fotovoltaico

GEE Gases de Efeito Estufa

GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

GWp Gigawatt-pico

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

kW Quilowatt

kWh Quilowatt-hora

kWp Quilowatt-pico

MME Ministeacuterio de Minas e Energia

Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

MW Megawatt

MWp Megawatt-pico

nm Nano-metro

OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

PIB Produto Interno Bruto

PNE Plano Nacional de Energia

PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

THz Tera-Hertz

TWh Terawatt-hora

UCs Unidades Consumidoras

UFV Central Geradora Fotovoltaica

ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

1 CAPIacuteTULO I

11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

12 Objetivos

Objetivo Geral

O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

Objetivos Especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

2 CAPIacuteTULO II

21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

Fonte BEN 2019

Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

1 Combustiacuteveis foacutesseis

2 Radiaccedilatildeo solar

3 Ventos

4 Recursos hiacutedricos

5 Biomassa

6 Elementos radioativos

7 Geotermas

8 Oceanos

Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

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Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

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23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

Fonte GEPEA

A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

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solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

3 CAPIacuteTULO III

31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

Fonte Elaborado pelo autor

4 CAPIacuteTULO IV

41 ANAacuteLISES

411 Anaacutelise teacutecnica

Geraccedilatildeo Centralizada

Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

Fonte CCEEABSOLAR 2019

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

Fonte EPE 2019

Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

Fonte EPE 2019

A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

4111 Sistema ON-Grid

Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

Fonte PORTAL SOLAR

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

2 INVERSOR

O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

4112 Sistema OFF-Grid

Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

Conforme Decreto (2010)

bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte FPME

Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

Fonte CRESESB 2006

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Como nos sistemas ON-Grid

2 CONTROLADORES DE CARGA

Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

3 BATERIAS

Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

4 INVERSOR

Como nos sistemas ON-Grid

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

bull Carga CC sem armazenamento

Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

bull Carga CC com armazenamento

Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

bull Carga CA sem armazenamento

Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

bull Carga CA com armazenamento

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

bull aumento da taxa de autoconsumo

bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

412 Anaacutelise socioambiental

4121 Demanda de mercado

As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

[(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

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Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

Fonte IBGE 2019

Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

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O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

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A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

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Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

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Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

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Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

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Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

Fonte CRESESB - CEPEL

Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

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Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

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seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

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Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

Fonte EPE - PNE 2050

Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

Fonte EPE 2018

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4123 Impacto socioambiental

Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

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isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

Fonte IRENA 2016

Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

Fonte EPE 2019

No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

4124 Sustentabilidade

O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

bull programas de educaccedilatildeo

Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

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Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

4125 Principais incentivos no Brasil

O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

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O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

bull empresas sediadas no paiacutes

bull administraccedilatildeo puacuteblica

bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

bull produtores rurais

bull transportadores autocircnomos de carga

bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

bull condomiacutenios

Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

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Referecircncias

ABSOLAR Seminaacuterio Desafios da Geraccedilatildeo de Energia Eleacutetrica no Brasil Brasiacutelia ndash DF2017 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrdocuments1018415266087painel+3+ap+7+20171019+ABSOLAR+-+Energia+Solar+Fotovoltaica+-+Dr+Rodrigo+Lopes+Sauaiapdf54f8b161-751b-0639-bd04-77a60cac45c3gt

Perspectivas para a geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica no Brasil SatildeoPaulo 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwabsolarorgbrnoticiaartigos-da-absolarartigo-perspectivas-para-a-geracao-centralizada-solar-fotovoltaica-no-brasilhtmlgt

ANEEL Energia solar [Sl] Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbraplicacoesatlaspdf03-Energia_Solar(3)pdfgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 482 de 17 de abril de 2012 [Sl] Dis-poniacutevel em lthttpwww2aneelgovbrarquivosPDFResoluC3A7C3A3o20Normativa2048220de20201220-20bip-junho-2012pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 687 de 24 de novemrbro de 2015 [Sl] 2015 Disponiacutevelem lthttpwww2aneelgovbrcedocren2015687pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

BLUE SOL Soluccedilotildees Completas em Energia Solar Fotovoltaica [Sl] 2019 Disponiacutevelem lthttpsbluesolcombrgt

BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

BRASIL Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior - SecretariaDe Desenvolvimento E Competitividade Industrial - Departamento De CompetitividadeIndustrial Relatoacuterio final grupo de trabalho solar fotovoltaico [Sl] 05 Dez 2017 a

Referecircncias 73

05 Mar 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwmdicgovbrimagesREPOSITORIOsdci2018-Relatorio-GTFotovoltaico-Camexpdfgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Brasil lanccedila programa de geraccedilatildeo distribuiacutedacom destaque para energia solar [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrwebguestpagina-inicialoutras-noticas-asset_publisher32hLrOzMKwWbcontentprograma-de-geracao-distribuida-preve-movimentar-r-100-bi-em-investimentos-ate-2030gt

Resoluccedilatildeo No 2 de 28 de agosto de 2018 [Sl] 2018 Disponiacutevelem lthttpwwwingovbrmateria-asset_publisherKujrw0TZC2Mbcontentid38727425do1-2018-08-29-resolucao-n-2-de-28-de-agosto-de-2018-38727285gt

CELESC Projeto bocircnus fotovoltaico [Sl] Disponiacutevel em lthttpbonusfotovoltaicocelesccombrgt

CEMIG Alternativas Energeacuteticas [Sl] 2012 Disponiacutevel em lthttpwwwcemigcombrpt-brA_Cemig_e_o_FuturoinovacaoAlternativas_EnergeticasDocumentsAlternativas20Energeticaspdfgt

CRESESB-CEPEL Energia solar - Princiacutepios e aplicaccedilotildees [Sl] 2006 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrdownloadtutorialtutorial_solar_2006pdfgt

Tutorial de Energia Solar Fotovoltaica Rio de Janeiro 2008 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrindexphpsection=com_contentamplang=ptampcid=301gt

Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos Rio de Ja-neiro 2014 Disponiacutevel em lthttpswwwportal-energiacomdownloadslivro-manual-de-engenharia-sistemas-fotovoltaicos-2014pdfgt

DECRETO No 7246 de 28 de julho de 2010 Brasil 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwplanaltogovbrccivil_03_Ato2007-20102010DecretoD7246htmgt

EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

Referecircncias 74

Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

Referecircncias 75

Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

  • Folha de rosto
  • Dedicatoacuteria
  • Epiacutegrafe
  • Sumaacuterio
  • Lista de ilustraccedilotildees
  • Lista de tabelas
  • Lista de abreviaturas e siglas
  • Resumo
  • Abstract
  • CAPIacuteTULO I
    • INTRODUCcedilAtildeO
    • Objetivos
    • Justificativa
      • CAPIacuteTULO II
        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
        • Energia solar
        • Sistemas fotovoltaicos
          • CAPIacuteTULO III
            • METODOLOGIA
              • CAPIacuteTULO IV
                • ANAacuteLISES
                  • Anaacutelise teacutecnica
                    • Sistema ON-Grid
                    • Sistema OFF-Grid
                    • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                      • Anaacutelise socioambiental
                        • Demanda de mercado
                        • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                        • Impacto socioambiental
                        • Sustentabilidade
                        • Principais incentivos no Brasil
                          • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                          • Referecircncias
Page 5: ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ...€¦ · Energia solar [manuscrito]: estudo da geração de energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos on-grid

A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltaraacute ao seu tamanho original(Albert Einstein)

Sumaacuterio

1 CAPIacuteTULO I 1411 INTRODUCcedilAtildeO 1412 Objetivos 1513 Justificativa 16

2 CAPIacuteTULO II 1821 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 1822 Energia solar 2023 Sistemas fotovoltaicos 24

3 CAPIacuteTULO III 2731 METODOLOGIA 27

4 CAPIacuteTULO IV 2941 ANAacuteLISES 29411 Anaacutelise teacutecnica 294111 Sistema ON-Grid 344112 Sistema OFF-Grid 394113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid 43412 Anaacutelise socioambiental 464121 Demanda de mercado 464122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica 534123 Impacto socioambiental 594124 Sustentabilidade 654125 Principais incentivos no Brasil 67

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES 71

REFEREcircNCIAS 72

Lista de ilustraccedilotildees

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira 19Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra 23Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica 25Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico 28Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovol-

taica por Estado 30Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018 33Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede 36Figura 8 ndash Sistema ON-Grid 38Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 38Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid 40Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada 40Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid 43Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 43Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh 50Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendi-

mento energeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpanono perfil de cores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 parageradores fotovoltaicos fixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nascidades 54

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nosleilotildees de energia 56

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda 58Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no

final de vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perdaantecipada e cenaacuterio de perda regular 62

Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040 64

Lista de tabelas

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

Lista de abreviaturas e siglas

ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

CA Corrente Alternada

CC Corrente Contiacutenua

CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

CO2 Dioacutexido de carbono

CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

FV Fotovoltaico

GEE Gases de Efeito Estufa

GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

GWp Gigawatt-pico

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

kW Quilowatt

kWh Quilowatt-hora

kWp Quilowatt-pico

MME Ministeacuterio de Minas e Energia

Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

MW Megawatt

MWp Megawatt-pico

nm Nano-metro

OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

PIB Produto Interno Bruto

PNE Plano Nacional de Energia

PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

THz Tera-Hertz

TWh Terawatt-hora

UCs Unidades Consumidoras

UFV Central Geradora Fotovoltaica

ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

1 CAPIacuteTULO I

11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

12 Objetivos

Objetivo Geral

O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

Objetivos Especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

2 CAPIacuteTULO II

21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

Fonte BEN 2019

Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

1 Combustiacuteveis foacutesseis

2 Radiaccedilatildeo solar

3 Ventos

4 Recursos hiacutedricos

5 Biomassa

6 Elementos radioativos

7 Geotermas

8 Oceanos

Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

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23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

Fonte GEPEA

A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

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solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

3 CAPIacuteTULO III

31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

Fonte Elaborado pelo autor

4 CAPIacuteTULO IV

41 ANAacuteLISES

411 Anaacutelise teacutecnica

Geraccedilatildeo Centralizada

Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

Fonte CCEEABSOLAR 2019

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

Fonte EPE 2019

Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

Fonte EPE 2019

A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

4111 Sistema ON-Grid

Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

Fonte PORTAL SOLAR

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

2 INVERSOR

O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

4112 Sistema OFF-Grid

Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

Conforme Decreto (2010)

bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte FPME

Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

Fonte CRESESB 2006

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Como nos sistemas ON-Grid

2 CONTROLADORES DE CARGA

Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

3 BATERIAS

Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

4 INVERSOR

Como nos sistemas ON-Grid

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

bull Carga CC sem armazenamento

Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

bull Carga CC com armazenamento

Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

bull Carga CA sem armazenamento

Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

bull Carga CA com armazenamento

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

bull aumento da taxa de autoconsumo

bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

412 Anaacutelise socioambiental

4121 Demanda de mercado

As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

[(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

Fonte IBGE 2019

Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

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Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

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Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

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Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

Fonte CRESESB - CEPEL

Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

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Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

Fonte EPE - PNE 2050

Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

Fonte EPE 2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

4123 Impacto socioambiental

Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

Fonte IRENA 2016

Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

Fonte EPE 2019

No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

4124 Sustentabilidade

O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

bull programas de educaccedilatildeo

Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

4125 Principais incentivos no Brasil

O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

bull empresas sediadas no paiacutes

bull administraccedilatildeo puacuteblica

bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

bull produtores rurais

bull transportadores autocircnomos de carga

bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

bull condomiacutenios

Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

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Referecircncias

ABSOLAR Seminaacuterio Desafios da Geraccedilatildeo de Energia Eleacutetrica no Brasil Brasiacutelia ndash DF2017 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrdocuments1018415266087painel+3+ap+7+20171019+ABSOLAR+-+Energia+Solar+Fotovoltaica+-+Dr+Rodrigo+Lopes+Sauaiapdf54f8b161-751b-0639-bd04-77a60cac45c3gt

Perspectivas para a geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica no Brasil SatildeoPaulo 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwabsolarorgbrnoticiaartigos-da-absolarartigo-perspectivas-para-a-geracao-centralizada-solar-fotovoltaica-no-brasilhtmlgt

ANEEL Energia solar [Sl] Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbraplicacoesatlaspdf03-Energia_Solar(3)pdfgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 482 de 17 de abril de 2012 [Sl] Dis-poniacutevel em lthttpwww2aneelgovbrarquivosPDFResoluC3A7C3A3o20Normativa2048220de20201220-20bip-junho-2012pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 687 de 24 de novemrbro de 2015 [Sl] 2015 Disponiacutevelem lthttpwww2aneelgovbrcedocren2015687pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

BLUE SOL Soluccedilotildees Completas em Energia Solar Fotovoltaica [Sl] 2019 Disponiacutevelem lthttpsbluesolcombrgt

BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

BRASIL Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior - SecretariaDe Desenvolvimento E Competitividade Industrial - Departamento De CompetitividadeIndustrial Relatoacuterio final grupo de trabalho solar fotovoltaico [Sl] 05 Dez 2017 a

Referecircncias 73

05 Mar 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwmdicgovbrimagesREPOSITORIOsdci2018-Relatorio-GTFotovoltaico-Camexpdfgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Brasil lanccedila programa de geraccedilatildeo distribuiacutedacom destaque para energia solar [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrwebguestpagina-inicialoutras-noticas-asset_publisher32hLrOzMKwWbcontentprograma-de-geracao-distribuida-preve-movimentar-r-100-bi-em-investimentos-ate-2030gt

Resoluccedilatildeo No 2 de 28 de agosto de 2018 [Sl] 2018 Disponiacutevelem lthttpwwwingovbrmateria-asset_publisherKujrw0TZC2Mbcontentid38727425do1-2018-08-29-resolucao-n-2-de-28-de-agosto-de-2018-38727285gt

CELESC Projeto bocircnus fotovoltaico [Sl] Disponiacutevel em lthttpbonusfotovoltaicocelesccombrgt

CEMIG Alternativas Energeacuteticas [Sl] 2012 Disponiacutevel em lthttpwwwcemigcombrpt-brA_Cemig_e_o_FuturoinovacaoAlternativas_EnergeticasDocumentsAlternativas20Energeticaspdfgt

CRESESB-CEPEL Energia solar - Princiacutepios e aplicaccedilotildees [Sl] 2006 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrdownloadtutorialtutorial_solar_2006pdfgt

Tutorial de Energia Solar Fotovoltaica Rio de Janeiro 2008 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrindexphpsection=com_contentamplang=ptampcid=301gt

Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos Rio de Ja-neiro 2014 Disponiacutevel em lthttpswwwportal-energiacomdownloadslivro-manual-de-engenharia-sistemas-fotovoltaicos-2014pdfgt

DECRETO No 7246 de 28 de julho de 2010 Brasil 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwplanaltogovbrccivil_03_Ato2007-20102010DecretoD7246htmgt

EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

Referecircncias 74

Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

Referecircncias 75

Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

  • Folha de rosto
  • Dedicatoacuteria
  • Epiacutegrafe
  • Sumaacuterio
  • Lista de ilustraccedilotildees
  • Lista de tabelas
  • Lista de abreviaturas e siglas
  • Resumo
  • Abstract
  • CAPIacuteTULO I
    • INTRODUCcedilAtildeO
    • Objetivos
    • Justificativa
      • CAPIacuteTULO II
        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
        • Energia solar
        • Sistemas fotovoltaicos
          • CAPIacuteTULO III
            • METODOLOGIA
              • CAPIacuteTULO IV
                • ANAacuteLISES
                  • Anaacutelise teacutecnica
                    • Sistema ON-Grid
                    • Sistema OFF-Grid
                    • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                      • Anaacutelise socioambiental
                        • Demanda de mercado
                        • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                        • Impacto socioambiental
                        • Sustentabilidade
                        • Principais incentivos no Brasil
                          • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                          • Referecircncias
Page 6: ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ...€¦ · Energia solar [manuscrito]: estudo da geração de energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos on-grid

Sumaacuterio

1 CAPIacuteTULO I 1411 INTRODUCcedilAtildeO 1412 Objetivos 1513 Justificativa 16

2 CAPIacuteTULO II 1821 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 1822 Energia solar 2023 Sistemas fotovoltaicos 24

3 CAPIacuteTULO III 2731 METODOLOGIA 27

4 CAPIacuteTULO IV 2941 ANAacuteLISES 29411 Anaacutelise teacutecnica 294111 Sistema ON-Grid 344112 Sistema OFF-Grid 394113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid 43412 Anaacutelise socioambiental 464121 Demanda de mercado 464122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica 534123 Impacto socioambiental 594124 Sustentabilidade 654125 Principais incentivos no Brasil 67

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES 71

REFEREcircNCIAS 72

Lista de ilustraccedilotildees

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira 19Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra 23Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica 25Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico 28Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovol-

taica por Estado 30Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018 33Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede 36Figura 8 ndash Sistema ON-Grid 38Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 38Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid 40Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada 40Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid 43Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 43Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh 50Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendi-

mento energeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpanono perfil de cores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 parageradores fotovoltaicos fixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nascidades 54

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nosleilotildees de energia 56

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda 58Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no

final de vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perdaantecipada e cenaacuterio de perda regular 62

Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040 64

Lista de tabelas

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

Lista de abreviaturas e siglas

ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

CA Corrente Alternada

CC Corrente Contiacutenua

CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

CO2 Dioacutexido de carbono

CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

FV Fotovoltaico

GEE Gases de Efeito Estufa

GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

GWp Gigawatt-pico

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

kW Quilowatt

kWh Quilowatt-hora

kWp Quilowatt-pico

MME Ministeacuterio de Minas e Energia

Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

MW Megawatt

MWp Megawatt-pico

nm Nano-metro

OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

PIB Produto Interno Bruto

PNE Plano Nacional de Energia

PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

THz Tera-Hertz

TWh Terawatt-hora

UCs Unidades Consumidoras

UFV Central Geradora Fotovoltaica

ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

1 CAPIacuteTULO I

11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

12 Objetivos

Objetivo Geral

O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

Objetivos Especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

2 CAPIacuteTULO II

21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

Fonte BEN 2019

Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

1 Combustiacuteveis foacutesseis

2 Radiaccedilatildeo solar

3 Ventos

4 Recursos hiacutedricos

5 Biomassa

6 Elementos radioativos

7 Geotermas

8 Oceanos

Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

Fonte GEPEA

A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

3 CAPIacuteTULO III

31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

Fonte Elaborado pelo autor

4 CAPIacuteTULO IV

41 ANAacuteLISES

411 Anaacutelise teacutecnica

Geraccedilatildeo Centralizada

Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

Fonte CCEEABSOLAR 2019

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

Fonte EPE 2019

Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

Fonte EPE 2019

A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

4111 Sistema ON-Grid

Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

Fonte PORTAL SOLAR

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

2 INVERSOR

O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

4112 Sistema OFF-Grid

Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

Conforme Decreto (2010)

bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte FPME

Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

Fonte CRESESB 2006

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Como nos sistemas ON-Grid

2 CONTROLADORES DE CARGA

Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

3 BATERIAS

Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

4 INVERSOR

Como nos sistemas ON-Grid

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

bull Carga CC sem armazenamento

Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

bull Carga CC com armazenamento

Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

bull Carga CA sem armazenamento

Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

bull Carga CA com armazenamento

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

bull aumento da taxa de autoconsumo

bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

412 Anaacutelise socioambiental

4121 Demanda de mercado

As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

[(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

Fonte IBGE 2019

Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

Fonte CRESESB - CEPEL

Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

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Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

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seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

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Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

Fonte EPE - PNE 2050

Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

Fonte EPE 2018

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4123 Impacto socioambiental

Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

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de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

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isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

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Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

Fonte IRENA 2016

Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

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bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

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Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

Fonte EPE 2019

No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

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4124 Sustentabilidade

O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

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bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

bull programas de educaccedilatildeo

Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

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Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

4125 Principais incentivos no Brasil

O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

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instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

bull empresas sediadas no paiacutes

bull administraccedilatildeo puacuteblica

bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

bull produtores rurais

bull transportadores autocircnomos de carga

bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

bull condomiacutenios

Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

72

Referecircncias

ABSOLAR Seminaacuterio Desafios da Geraccedilatildeo de Energia Eleacutetrica no Brasil Brasiacutelia ndash DF2017 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrdocuments1018415266087painel+3+ap+7+20171019+ABSOLAR+-+Energia+Solar+Fotovoltaica+-+Dr+Rodrigo+Lopes+Sauaiapdf54f8b161-751b-0639-bd04-77a60cac45c3gt

Perspectivas para a geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica no Brasil SatildeoPaulo 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwabsolarorgbrnoticiaartigos-da-absolarartigo-perspectivas-para-a-geracao-centralizada-solar-fotovoltaica-no-brasilhtmlgt

ANEEL Energia solar [Sl] Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbraplicacoesatlaspdf03-Energia_Solar(3)pdfgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 482 de 17 de abril de 2012 [Sl] Dis-poniacutevel em lthttpwww2aneelgovbrarquivosPDFResoluC3A7C3A3o20Normativa2048220de20201220-20bip-junho-2012pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 687 de 24 de novemrbro de 2015 [Sl] 2015 Disponiacutevelem lthttpwww2aneelgovbrcedocren2015687pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

BLUE SOL Soluccedilotildees Completas em Energia Solar Fotovoltaica [Sl] 2019 Disponiacutevelem lthttpsbluesolcombrgt

BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

BRASIL Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior - SecretariaDe Desenvolvimento E Competitividade Industrial - Departamento De CompetitividadeIndustrial Relatoacuterio final grupo de trabalho solar fotovoltaico [Sl] 05 Dez 2017 a

Referecircncias 73

05 Mar 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwmdicgovbrimagesREPOSITORIOsdci2018-Relatorio-GTFotovoltaico-Camexpdfgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Brasil lanccedila programa de geraccedilatildeo distribuiacutedacom destaque para energia solar [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrwebguestpagina-inicialoutras-noticas-asset_publisher32hLrOzMKwWbcontentprograma-de-geracao-distribuida-preve-movimentar-r-100-bi-em-investimentos-ate-2030gt

Resoluccedilatildeo No 2 de 28 de agosto de 2018 [Sl] 2018 Disponiacutevelem lthttpwwwingovbrmateria-asset_publisherKujrw0TZC2Mbcontentid38727425do1-2018-08-29-resolucao-n-2-de-28-de-agosto-de-2018-38727285gt

CELESC Projeto bocircnus fotovoltaico [Sl] Disponiacutevel em lthttpbonusfotovoltaicocelesccombrgt

CEMIG Alternativas Energeacuteticas [Sl] 2012 Disponiacutevel em lthttpwwwcemigcombrpt-brA_Cemig_e_o_FuturoinovacaoAlternativas_EnergeticasDocumentsAlternativas20Energeticaspdfgt

CRESESB-CEPEL Energia solar - Princiacutepios e aplicaccedilotildees [Sl] 2006 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrdownloadtutorialtutorial_solar_2006pdfgt

Tutorial de Energia Solar Fotovoltaica Rio de Janeiro 2008 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrindexphpsection=com_contentamplang=ptampcid=301gt

Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos Rio de Ja-neiro 2014 Disponiacutevel em lthttpswwwportal-energiacomdownloadslivro-manual-de-engenharia-sistemas-fotovoltaicos-2014pdfgt

DECRETO No 7246 de 28 de julho de 2010 Brasil 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwplanaltogovbrccivil_03_Ato2007-20102010DecretoD7246htmgt

EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

Referecircncias 74

Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

Referecircncias 75

Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

  • Folha de rosto
  • Dedicatoacuteria
  • Epiacutegrafe
  • Sumaacuterio
  • Lista de ilustraccedilotildees
  • Lista de tabelas
  • Lista de abreviaturas e siglas
  • Resumo
  • Abstract
  • CAPIacuteTULO I
    • INTRODUCcedilAtildeO
    • Objetivos
    • Justificativa
      • CAPIacuteTULO II
        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
        • Energia solar
        • Sistemas fotovoltaicos
          • CAPIacuteTULO III
            • METODOLOGIA
              • CAPIacuteTULO IV
                • ANAacuteLISES
                  • Anaacutelise teacutecnica
                    • Sistema ON-Grid
                    • Sistema OFF-Grid
                    • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                      • Anaacutelise socioambiental
                        • Demanda de mercado
                        • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                        • Impacto socioambiental
                        • Sustentabilidade
                        • Principais incentivos no Brasil
                          • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                          • Referecircncias
Page 7: ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ...€¦ · Energia solar [manuscrito]: estudo da geração de energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos on-grid

Lista de ilustraccedilotildees

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira 19Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra 23Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica 25Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico 28Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovol-

taica por Estado 30Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018 33Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede 36Figura 8 ndash Sistema ON-Grid 38Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 38Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid 40Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada 40Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid 43Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 43Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh 50Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendi-

mento energeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpanono perfil de cores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 parageradores fotovoltaicos fixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nascidades 54

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nosleilotildees de energia 56

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda 58Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no

final de vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perdaantecipada e cenaacuterio de perda regular 62

Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040 64

Lista de tabelas

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

Lista de abreviaturas e siglas

ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

CA Corrente Alternada

CC Corrente Contiacutenua

CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

CO2 Dioacutexido de carbono

CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

FV Fotovoltaico

GEE Gases de Efeito Estufa

GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

GWp Gigawatt-pico

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

kW Quilowatt

kWh Quilowatt-hora

kWp Quilowatt-pico

MME Ministeacuterio de Minas e Energia

Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

MW Megawatt

MWp Megawatt-pico

nm Nano-metro

OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

PIB Produto Interno Bruto

PNE Plano Nacional de Energia

PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

THz Tera-Hertz

TWh Terawatt-hora

UCs Unidades Consumidoras

UFV Central Geradora Fotovoltaica

ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

1 CAPIacuteTULO I

11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

12 Objetivos

Objetivo Geral

O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

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Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

Objetivos Especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

2 CAPIacuteTULO II

21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

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A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

Fonte BEN 2019

Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

1 Combustiacuteveis foacutesseis

2 Radiaccedilatildeo solar

3 Ventos

4 Recursos hiacutedricos

5 Biomassa

6 Elementos radioativos

7 Geotermas

8 Oceanos

Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

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Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

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Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

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23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

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Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

Fonte GEPEA

A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

3 CAPIacuteTULO III

31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

Fonte Elaborado pelo autor

4 CAPIacuteTULO IV

41 ANAacuteLISES

411 Anaacutelise teacutecnica

Geraccedilatildeo Centralizada

Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

Fonte CCEEABSOLAR 2019

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

Fonte EPE 2019

Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

Fonte EPE 2019

A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

4111 Sistema ON-Grid

Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

Fonte PORTAL SOLAR

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

2 INVERSOR

O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

4112 Sistema OFF-Grid

Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

Conforme Decreto (2010)

bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte FPME

Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

Fonte CRESESB 2006

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Como nos sistemas ON-Grid

2 CONTROLADORES DE CARGA

Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

3 BATERIAS

Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

4 INVERSOR

Como nos sistemas ON-Grid

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

bull Carga CC sem armazenamento

Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

bull Carga CC com armazenamento

Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

bull Carga CA sem armazenamento

Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

bull Carga CA com armazenamento

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

bull aumento da taxa de autoconsumo

bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

412 Anaacutelise socioambiental

4121 Demanda de mercado

As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

[(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

Fonte IBGE 2019

Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

Fonte CRESESB - CEPEL

Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

Fonte EPE - PNE 2050

Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

Fonte EPE 2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

4123 Impacto socioambiental

Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

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isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

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Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

Fonte IRENA 2016

Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

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bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

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Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

Fonte EPE 2019

No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

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4124 Sustentabilidade

O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

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bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

bull programas de educaccedilatildeo

Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

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Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

4125 Principais incentivos no Brasil

O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

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instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

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O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

bull empresas sediadas no paiacutes

bull administraccedilatildeo puacuteblica

bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

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bull produtores rurais

bull transportadores autocircnomos de carga

bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

bull condomiacutenios

Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

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Referecircncias

ABSOLAR Seminaacuterio Desafios da Geraccedilatildeo de Energia Eleacutetrica no Brasil Brasiacutelia ndash DF2017 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrdocuments1018415266087painel+3+ap+7+20171019+ABSOLAR+-+Energia+Solar+Fotovoltaica+-+Dr+Rodrigo+Lopes+Sauaiapdf54f8b161-751b-0639-bd04-77a60cac45c3gt

Perspectivas para a geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica no Brasil SatildeoPaulo 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwabsolarorgbrnoticiaartigos-da-absolarartigo-perspectivas-para-a-geracao-centralizada-solar-fotovoltaica-no-brasilhtmlgt

ANEEL Energia solar [Sl] Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbraplicacoesatlaspdf03-Energia_Solar(3)pdfgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 482 de 17 de abril de 2012 [Sl] Dis-poniacutevel em lthttpwww2aneelgovbrarquivosPDFResoluC3A7C3A3o20Normativa2048220de20201220-20bip-junho-2012pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 687 de 24 de novemrbro de 2015 [Sl] 2015 Disponiacutevelem lthttpwww2aneelgovbrcedocren2015687pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

BLUE SOL Soluccedilotildees Completas em Energia Solar Fotovoltaica [Sl] 2019 Disponiacutevelem lthttpsbluesolcombrgt

BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

BRASIL Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior - SecretariaDe Desenvolvimento E Competitividade Industrial - Departamento De CompetitividadeIndustrial Relatoacuterio final grupo de trabalho solar fotovoltaico [Sl] 05 Dez 2017 a

Referecircncias 73

05 Mar 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwmdicgovbrimagesREPOSITORIOsdci2018-Relatorio-GTFotovoltaico-Camexpdfgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Brasil lanccedila programa de geraccedilatildeo distribuiacutedacom destaque para energia solar [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrwebguestpagina-inicialoutras-noticas-asset_publisher32hLrOzMKwWbcontentprograma-de-geracao-distribuida-preve-movimentar-r-100-bi-em-investimentos-ate-2030gt

Resoluccedilatildeo No 2 de 28 de agosto de 2018 [Sl] 2018 Disponiacutevelem lthttpwwwingovbrmateria-asset_publisherKujrw0TZC2Mbcontentid38727425do1-2018-08-29-resolucao-n-2-de-28-de-agosto-de-2018-38727285gt

CELESC Projeto bocircnus fotovoltaico [Sl] Disponiacutevel em lthttpbonusfotovoltaicocelesccombrgt

CEMIG Alternativas Energeacuteticas [Sl] 2012 Disponiacutevel em lthttpwwwcemigcombrpt-brA_Cemig_e_o_FuturoinovacaoAlternativas_EnergeticasDocumentsAlternativas20Energeticaspdfgt

CRESESB-CEPEL Energia solar - Princiacutepios e aplicaccedilotildees [Sl] 2006 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrdownloadtutorialtutorial_solar_2006pdfgt

Tutorial de Energia Solar Fotovoltaica Rio de Janeiro 2008 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrindexphpsection=com_contentamplang=ptampcid=301gt

Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos Rio de Ja-neiro 2014 Disponiacutevel em lthttpswwwportal-energiacomdownloadslivro-manual-de-engenharia-sistemas-fotovoltaicos-2014pdfgt

DECRETO No 7246 de 28 de julho de 2010 Brasil 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwplanaltogovbrccivil_03_Ato2007-20102010DecretoD7246htmgt

EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

Referecircncias 74

Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

Referecircncias 75

Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

  • Folha de rosto
  • Dedicatoacuteria
  • Epiacutegrafe
  • Sumaacuterio
  • Lista de ilustraccedilotildees
  • Lista de tabelas
  • Lista de abreviaturas e siglas
  • Resumo
  • Abstract
  • CAPIacuteTULO I
    • INTRODUCcedilAtildeO
    • Objetivos
    • Justificativa
      • CAPIacuteTULO II
        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
        • Energia solar
        • Sistemas fotovoltaicos
          • CAPIacuteTULO III
            • METODOLOGIA
              • CAPIacuteTULO IV
                • ANAacuteLISES
                  • Anaacutelise teacutecnica
                    • Sistema ON-Grid
                    • Sistema OFF-Grid
                    • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                      • Anaacutelise socioambiental
                        • Demanda de mercado
                        • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                        • Impacto socioambiental
                        • Sustentabilidade
                        • Principais incentivos no Brasil
                          • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                          • Referecircncias
Page 8: ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ...€¦ · Energia solar [manuscrito]: estudo da geração de energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos on-grid

Lista de tabelas

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

Lista de abreviaturas e siglas

ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

CA Corrente Alternada

CC Corrente Contiacutenua

CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

CO2 Dioacutexido de carbono

CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

FV Fotovoltaico

GEE Gases de Efeito Estufa

GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

GWp Gigawatt-pico

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

kW Quilowatt

kWh Quilowatt-hora

kWp Quilowatt-pico

MME Ministeacuterio de Minas e Energia

Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

MW Megawatt

MWp Megawatt-pico

nm Nano-metro

OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

PIB Produto Interno Bruto

PNE Plano Nacional de Energia

PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

THz Tera-Hertz

TWh Terawatt-hora

UCs Unidades Consumidoras

UFV Central Geradora Fotovoltaica

ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

1 CAPIacuteTULO I

11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

12 Objetivos

Objetivo Geral

O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

Objetivos Especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

2 CAPIacuteTULO II

21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

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A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

Fonte BEN 2019

Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

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residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

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afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

1 Combustiacuteveis foacutesseis

2 Radiaccedilatildeo solar

3 Ventos

4 Recursos hiacutedricos

5 Biomassa

6 Elementos radioativos

7 Geotermas

8 Oceanos

Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

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Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

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Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

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23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

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Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

Fonte GEPEA

A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

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solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

3 CAPIacuteTULO III

31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

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Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

Fonte Elaborado pelo autor

4 CAPIacuteTULO IV

41 ANAacuteLISES

411 Anaacutelise teacutecnica

Geraccedilatildeo Centralizada

Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

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Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

Fonte CCEEABSOLAR 2019

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

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Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

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de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

Fonte EPE 2019

Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

Fonte EPE 2019

A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

4111 Sistema ON-Grid

Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

Fonte PORTAL SOLAR

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

2 INVERSOR

O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

4112 Sistema OFF-Grid

Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

Conforme Decreto (2010)

bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte FPME

Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

Fonte CRESESB 2006

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Como nos sistemas ON-Grid

2 CONTROLADORES DE CARGA

Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

3 BATERIAS

Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

4 INVERSOR

Como nos sistemas ON-Grid

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

bull Carga CC sem armazenamento

Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

bull Carga CC com armazenamento

Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

bull Carga CA sem armazenamento

Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

bull Carga CA com armazenamento

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

bull aumento da taxa de autoconsumo

bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

412 Anaacutelise socioambiental

4121 Demanda de mercado

As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

[(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

Fonte IBGE 2019

Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

Fonte CRESESB - CEPEL

Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

Fonte EPE - PNE 2050

Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

Fonte EPE 2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

4123 Impacto socioambiental

Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

Fonte IRENA 2016

Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

Fonte EPE 2019

No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

4124 Sustentabilidade

O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

bull programas de educaccedilatildeo

Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

4125 Principais incentivos no Brasil

O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

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O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

bull empresas sediadas no paiacutes

bull administraccedilatildeo puacuteblica

bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

bull produtores rurais

bull transportadores autocircnomos de carga

bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

bull condomiacutenios

Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

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Referecircncias

ABSOLAR Seminaacuterio Desafios da Geraccedilatildeo de Energia Eleacutetrica no Brasil Brasiacutelia ndash DF2017 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrdocuments1018415266087painel+3+ap+7+20171019+ABSOLAR+-+Energia+Solar+Fotovoltaica+-+Dr+Rodrigo+Lopes+Sauaiapdf54f8b161-751b-0639-bd04-77a60cac45c3gt

Perspectivas para a geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica no Brasil SatildeoPaulo 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwabsolarorgbrnoticiaartigos-da-absolarartigo-perspectivas-para-a-geracao-centralizada-solar-fotovoltaica-no-brasilhtmlgt

ANEEL Energia solar [Sl] Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbraplicacoesatlaspdf03-Energia_Solar(3)pdfgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 482 de 17 de abril de 2012 [Sl] Dis-poniacutevel em lthttpwww2aneelgovbrarquivosPDFResoluC3A7C3A3o20Normativa2048220de20201220-20bip-junho-2012pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 687 de 24 de novemrbro de 2015 [Sl] 2015 Disponiacutevelem lthttpwww2aneelgovbrcedocren2015687pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

BLUE SOL Soluccedilotildees Completas em Energia Solar Fotovoltaica [Sl] 2019 Disponiacutevelem lthttpsbluesolcombrgt

BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

BRASIL Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior - SecretariaDe Desenvolvimento E Competitividade Industrial - Departamento De CompetitividadeIndustrial Relatoacuterio final grupo de trabalho solar fotovoltaico [Sl] 05 Dez 2017 a

Referecircncias 73

05 Mar 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwmdicgovbrimagesREPOSITORIOsdci2018-Relatorio-GTFotovoltaico-Camexpdfgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Brasil lanccedila programa de geraccedilatildeo distribuiacutedacom destaque para energia solar [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrwebguestpagina-inicialoutras-noticas-asset_publisher32hLrOzMKwWbcontentprograma-de-geracao-distribuida-preve-movimentar-r-100-bi-em-investimentos-ate-2030gt

Resoluccedilatildeo No 2 de 28 de agosto de 2018 [Sl] 2018 Disponiacutevelem lthttpwwwingovbrmateria-asset_publisherKujrw0TZC2Mbcontentid38727425do1-2018-08-29-resolucao-n-2-de-28-de-agosto-de-2018-38727285gt

CELESC Projeto bocircnus fotovoltaico [Sl] Disponiacutevel em lthttpbonusfotovoltaicocelesccombrgt

CEMIG Alternativas Energeacuteticas [Sl] 2012 Disponiacutevel em lthttpwwwcemigcombrpt-brA_Cemig_e_o_FuturoinovacaoAlternativas_EnergeticasDocumentsAlternativas20Energeticaspdfgt

CRESESB-CEPEL Energia solar - Princiacutepios e aplicaccedilotildees [Sl] 2006 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrdownloadtutorialtutorial_solar_2006pdfgt

Tutorial de Energia Solar Fotovoltaica Rio de Janeiro 2008 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrindexphpsection=com_contentamplang=ptampcid=301gt

Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos Rio de Ja-neiro 2014 Disponiacutevel em lthttpswwwportal-energiacomdownloadslivro-manual-de-engenharia-sistemas-fotovoltaicos-2014pdfgt

DECRETO No 7246 de 28 de julho de 2010 Brasil 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwplanaltogovbrccivil_03_Ato2007-20102010DecretoD7246htmgt

EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

Referecircncias 74

Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

Referecircncias 75

Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

  • Folha de rosto
  • Dedicatoacuteria
  • Epiacutegrafe
  • Sumaacuterio
  • Lista de ilustraccedilotildees
  • Lista de tabelas
  • Lista de abreviaturas e siglas
  • Resumo
  • Abstract
  • CAPIacuteTULO I
    • INTRODUCcedilAtildeO
    • Objetivos
    • Justificativa
      • CAPIacuteTULO II
        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
        • Energia solar
        • Sistemas fotovoltaicos
          • CAPIacuteTULO III
            • METODOLOGIA
              • CAPIacuteTULO IV
                • ANAacuteLISES
                  • Anaacutelise teacutecnica
                    • Sistema ON-Grid
                    • Sistema OFF-Grid
                    • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                      • Anaacutelise socioambiental
                        • Demanda de mercado
                        • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                        • Impacto socioambiental
                        • Sustentabilidade
                        • Principais incentivos no Brasil
                          • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                          • Referecircncias
Page 9: ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ...€¦ · Energia solar [manuscrito]: estudo da geração de energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos on-grid

Lista de abreviaturas e siglas

ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

CA Corrente Alternada

CC Corrente Contiacutenua

CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

CO2 Dioacutexido de carbono

CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

FV Fotovoltaico

GEE Gases de Efeito Estufa

GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

GWp Gigawatt-pico

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

kW Quilowatt

kWh Quilowatt-hora

kWp Quilowatt-pico

MME Ministeacuterio de Minas e Energia

Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

MW Megawatt

MWp Megawatt-pico

nm Nano-metro

OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

PIB Produto Interno Bruto

PNE Plano Nacional de Energia

PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

THz Tera-Hertz

TWh Terawatt-hora

UCs Unidades Consumidoras

UFV Central Geradora Fotovoltaica

ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

1 CAPIacuteTULO I

11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

12 Objetivos

Objetivo Geral

O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

Objetivos Especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

2 CAPIacuteTULO II

21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

Fonte BEN 2019

Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

1 Combustiacuteveis foacutesseis

2 Radiaccedilatildeo solar

3 Ventos

4 Recursos hiacutedricos

5 Biomassa

6 Elementos radioativos

7 Geotermas

8 Oceanos

Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

Fonte GEPEA

A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

3 CAPIacuteTULO III

31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

Fonte Elaborado pelo autor

4 CAPIacuteTULO IV

41 ANAacuteLISES

411 Anaacutelise teacutecnica

Geraccedilatildeo Centralizada

Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

Fonte CCEEABSOLAR 2019

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

Fonte EPE 2019

Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

Fonte EPE 2019

A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

4111 Sistema ON-Grid

Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

Fonte PORTAL SOLAR

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

2 INVERSOR

O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

4112 Sistema OFF-Grid

Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

Conforme Decreto (2010)

bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte FPME

Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

Fonte CRESESB 2006

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Como nos sistemas ON-Grid

2 CONTROLADORES DE CARGA

Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

3 BATERIAS

Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

4 INVERSOR

Como nos sistemas ON-Grid

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

bull Carga CC sem armazenamento

Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

bull Carga CC com armazenamento

Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

bull Carga CA sem armazenamento

Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

bull Carga CA com armazenamento

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

bull aumento da taxa de autoconsumo

bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

412 Anaacutelise socioambiental

4121 Demanda de mercado

As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

[(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

Fonte IBGE 2019

Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

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Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

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Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

Fonte CRESESB - CEPEL

Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

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Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

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seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

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Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

Fonte EPE - PNE 2050

Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

Fonte EPE 2018

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4123 Impacto socioambiental

Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

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de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

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isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

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Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

Fonte IRENA 2016

Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

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bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

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Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

Fonte EPE 2019

No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

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4124 Sustentabilidade

O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

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bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

bull programas de educaccedilatildeo

Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

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Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

4125 Principais incentivos no Brasil

O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

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instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

bull empresas sediadas no paiacutes

bull administraccedilatildeo puacuteblica

bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

bull produtores rurais

bull transportadores autocircnomos de carga

bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

bull condomiacutenios

Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

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Referecircncias

ABSOLAR Seminaacuterio Desafios da Geraccedilatildeo de Energia Eleacutetrica no Brasil Brasiacutelia ndash DF2017 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrdocuments1018415266087painel+3+ap+7+20171019+ABSOLAR+-+Energia+Solar+Fotovoltaica+-+Dr+Rodrigo+Lopes+Sauaiapdf54f8b161-751b-0639-bd04-77a60cac45c3gt

Perspectivas para a geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica no Brasil SatildeoPaulo 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwabsolarorgbrnoticiaartigos-da-absolarartigo-perspectivas-para-a-geracao-centralizada-solar-fotovoltaica-no-brasilhtmlgt

ANEEL Energia solar [Sl] Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbraplicacoesatlaspdf03-Energia_Solar(3)pdfgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 482 de 17 de abril de 2012 [Sl] Dis-poniacutevel em lthttpwww2aneelgovbrarquivosPDFResoluC3A7C3A3o20Normativa2048220de20201220-20bip-junho-2012pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 687 de 24 de novemrbro de 2015 [Sl] 2015 Disponiacutevelem lthttpwww2aneelgovbrcedocren2015687pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

BLUE SOL Soluccedilotildees Completas em Energia Solar Fotovoltaica [Sl] 2019 Disponiacutevelem lthttpsbluesolcombrgt

BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

BRASIL Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior - SecretariaDe Desenvolvimento E Competitividade Industrial - Departamento De CompetitividadeIndustrial Relatoacuterio final grupo de trabalho solar fotovoltaico [Sl] 05 Dez 2017 a

Referecircncias 73

05 Mar 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwmdicgovbrimagesREPOSITORIOsdci2018-Relatorio-GTFotovoltaico-Camexpdfgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Brasil lanccedila programa de geraccedilatildeo distribuiacutedacom destaque para energia solar [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrwebguestpagina-inicialoutras-noticas-asset_publisher32hLrOzMKwWbcontentprograma-de-geracao-distribuida-preve-movimentar-r-100-bi-em-investimentos-ate-2030gt

Resoluccedilatildeo No 2 de 28 de agosto de 2018 [Sl] 2018 Disponiacutevelem lthttpwwwingovbrmateria-asset_publisherKujrw0TZC2Mbcontentid38727425do1-2018-08-29-resolucao-n-2-de-28-de-agosto-de-2018-38727285gt

CELESC Projeto bocircnus fotovoltaico [Sl] Disponiacutevel em lthttpbonusfotovoltaicocelesccombrgt

CEMIG Alternativas Energeacuteticas [Sl] 2012 Disponiacutevel em lthttpwwwcemigcombrpt-brA_Cemig_e_o_FuturoinovacaoAlternativas_EnergeticasDocumentsAlternativas20Energeticaspdfgt

CRESESB-CEPEL Energia solar - Princiacutepios e aplicaccedilotildees [Sl] 2006 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrdownloadtutorialtutorial_solar_2006pdfgt

Tutorial de Energia Solar Fotovoltaica Rio de Janeiro 2008 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrindexphpsection=com_contentamplang=ptampcid=301gt

Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos Rio de Ja-neiro 2014 Disponiacutevel em lthttpswwwportal-energiacomdownloadslivro-manual-de-engenharia-sistemas-fotovoltaicos-2014pdfgt

DECRETO No 7246 de 28 de julho de 2010 Brasil 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwplanaltogovbrccivil_03_Ato2007-20102010DecretoD7246htmgt

EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

Referecircncias 74

Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

Referecircncias 75

Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

  • Folha de rosto
  • Dedicatoacuteria
  • Epiacutegrafe
  • Sumaacuterio
  • Lista de ilustraccedilotildees
  • Lista de tabelas
  • Lista de abreviaturas e siglas
  • Resumo
  • Abstract
  • CAPIacuteTULO I
    • INTRODUCcedilAtildeO
    • Objetivos
    • Justificativa
      • CAPIacuteTULO II
        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
        • Energia solar
        • Sistemas fotovoltaicos
          • CAPIacuteTULO III
            • METODOLOGIA
              • CAPIacuteTULO IV
                • ANAacuteLISES
                  • Anaacutelise teacutecnica
                    • Sistema ON-Grid
                    • Sistema OFF-Grid
                    • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                      • Anaacutelise socioambiental
                        • Demanda de mercado
                        • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                        • Impacto socioambiental
                        • Sustentabilidade
                        • Principais incentivos no Brasil
                          • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                          • Referecircncias
Page 10: ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ...€¦ · Energia solar [manuscrito]: estudo da geração de energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos on-grid

nm Nano-metro

OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

PIB Produto Interno Bruto

PNE Plano Nacional de Energia

PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

THz Tera-Hertz

TWh Terawatt-hora

UCs Unidades Consumidoras

UFV Central Geradora Fotovoltaica

ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

1 CAPIacuteTULO I

11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

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Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

12 Objetivos

Objetivo Geral

O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

Objetivos Especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

2 CAPIacuteTULO II

21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

Fonte BEN 2019

Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

1 Combustiacuteveis foacutesseis

2 Radiaccedilatildeo solar

3 Ventos

4 Recursos hiacutedricos

5 Biomassa

6 Elementos radioativos

7 Geotermas

8 Oceanos

Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

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23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

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Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

Fonte GEPEA

A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

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solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

3 CAPIacuteTULO III

31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

Fonte Elaborado pelo autor

4 CAPIacuteTULO IV

41 ANAacuteLISES

411 Anaacutelise teacutecnica

Geraccedilatildeo Centralizada

Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

Fonte CCEEABSOLAR 2019

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

Fonte EPE 2019

Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

Fonte EPE 2019

A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

4111 Sistema ON-Grid

Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

Fonte PORTAL SOLAR

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

2 INVERSOR

O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

4112 Sistema OFF-Grid

Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

Conforme Decreto (2010)

bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte FPME

Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

Fonte CRESESB 2006

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Como nos sistemas ON-Grid

2 CONTROLADORES DE CARGA

Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

3 BATERIAS

Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

4 INVERSOR

Como nos sistemas ON-Grid

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

bull Carga CC sem armazenamento

Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

bull Carga CC com armazenamento

Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

bull Carga CA sem armazenamento

Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

bull Carga CA com armazenamento

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

bull aumento da taxa de autoconsumo

bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

412 Anaacutelise socioambiental

4121 Demanda de mercado

As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

[(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

Fonte IBGE 2019

Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

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A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

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Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

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Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

Fonte CRESESB - CEPEL

Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

Fonte EPE - PNE 2050

Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

Fonte EPE 2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

4123 Impacto socioambiental

Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

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isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

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Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

Fonte IRENA 2016

Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

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Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

Fonte EPE 2019

No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

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4124 Sustentabilidade

O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

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bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

bull programas de educaccedilatildeo

Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

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Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

4125 Principais incentivos no Brasil

O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

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O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

bull empresas sediadas no paiacutes

bull administraccedilatildeo puacuteblica

bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

bull produtores rurais

bull transportadores autocircnomos de carga

bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

bull condomiacutenios

Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

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Referecircncias

ABSOLAR Seminaacuterio Desafios da Geraccedilatildeo de Energia Eleacutetrica no Brasil Brasiacutelia ndash DF2017 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrdocuments1018415266087painel+3+ap+7+20171019+ABSOLAR+-+Energia+Solar+Fotovoltaica+-+Dr+Rodrigo+Lopes+Sauaiapdf54f8b161-751b-0639-bd04-77a60cac45c3gt

Perspectivas para a geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica no Brasil SatildeoPaulo 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwabsolarorgbrnoticiaartigos-da-absolarartigo-perspectivas-para-a-geracao-centralizada-solar-fotovoltaica-no-brasilhtmlgt

ANEEL Energia solar [Sl] Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbraplicacoesatlaspdf03-Energia_Solar(3)pdfgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 482 de 17 de abril de 2012 [Sl] Dis-poniacutevel em lthttpwww2aneelgovbrarquivosPDFResoluC3A7C3A3o20Normativa2048220de20201220-20bip-junho-2012pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 687 de 24 de novemrbro de 2015 [Sl] 2015 Disponiacutevelem lthttpwww2aneelgovbrcedocren2015687pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

BLUE SOL Soluccedilotildees Completas em Energia Solar Fotovoltaica [Sl] 2019 Disponiacutevelem lthttpsbluesolcombrgt

BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

BRASIL Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior - SecretariaDe Desenvolvimento E Competitividade Industrial - Departamento De CompetitividadeIndustrial Relatoacuterio final grupo de trabalho solar fotovoltaico [Sl] 05 Dez 2017 a

Referecircncias 73

05 Mar 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwmdicgovbrimagesREPOSITORIOsdci2018-Relatorio-GTFotovoltaico-Camexpdfgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Brasil lanccedila programa de geraccedilatildeo distribuiacutedacom destaque para energia solar [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrwebguestpagina-inicialoutras-noticas-asset_publisher32hLrOzMKwWbcontentprograma-de-geracao-distribuida-preve-movimentar-r-100-bi-em-investimentos-ate-2030gt

Resoluccedilatildeo No 2 de 28 de agosto de 2018 [Sl] 2018 Disponiacutevelem lthttpwwwingovbrmateria-asset_publisherKujrw0TZC2Mbcontentid38727425do1-2018-08-29-resolucao-n-2-de-28-de-agosto-de-2018-38727285gt

CELESC Projeto bocircnus fotovoltaico [Sl] Disponiacutevel em lthttpbonusfotovoltaicocelesccombrgt

CEMIG Alternativas Energeacuteticas [Sl] 2012 Disponiacutevel em lthttpwwwcemigcombrpt-brA_Cemig_e_o_FuturoinovacaoAlternativas_EnergeticasDocumentsAlternativas20Energeticaspdfgt

CRESESB-CEPEL Energia solar - Princiacutepios e aplicaccedilotildees [Sl] 2006 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrdownloadtutorialtutorial_solar_2006pdfgt

Tutorial de Energia Solar Fotovoltaica Rio de Janeiro 2008 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrindexphpsection=com_contentamplang=ptampcid=301gt

Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos Rio de Ja-neiro 2014 Disponiacutevel em lthttpswwwportal-energiacomdownloadslivro-manual-de-engenharia-sistemas-fotovoltaicos-2014pdfgt

DECRETO No 7246 de 28 de julho de 2010 Brasil 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwplanaltogovbrccivil_03_Ato2007-20102010DecretoD7246htmgt

EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

Referecircncias 74

Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

Referecircncias 75

Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

  • Folha de rosto
  • Dedicatoacuteria
  • Epiacutegrafe
  • Sumaacuterio
  • Lista de ilustraccedilotildees
  • Lista de tabelas
  • Lista de abreviaturas e siglas
  • Resumo
  • Abstract
  • CAPIacuteTULO I
    • INTRODUCcedilAtildeO
    • Objetivos
    • Justificativa
      • CAPIacuteTULO II
        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
        • Energia solar
        • Sistemas fotovoltaicos
          • CAPIacuteTULO III
            • METODOLOGIA
              • CAPIacuteTULO IV
                • ANAacuteLISES
                  • Anaacutelise teacutecnica
                    • Sistema ON-Grid
                    • Sistema OFF-Grid
                    • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                      • Anaacutelise socioambiental
                        • Demanda de mercado
                        • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                        • Impacto socioambiental
                        • Sustentabilidade
                        • Principais incentivos no Brasil
                          • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                          • Referecircncias
Page 11: ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ...€¦ · Energia solar [manuscrito]: estudo da geração de energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos on-grid

ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

1 CAPIacuteTULO I

11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

12 Objetivos

Objetivo Geral

O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

Objetivos Especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

2 CAPIacuteTULO II

21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

Fonte BEN 2019

Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

1 Combustiacuteveis foacutesseis

2 Radiaccedilatildeo solar

3 Ventos

4 Recursos hiacutedricos

5 Biomassa

6 Elementos radioativos

7 Geotermas

8 Oceanos

Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

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23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

Fonte GEPEA

A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

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solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

3 CAPIacuteTULO III

31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

Fonte Elaborado pelo autor

4 CAPIacuteTULO IV

41 ANAacuteLISES

411 Anaacutelise teacutecnica

Geraccedilatildeo Centralizada

Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

Fonte CCEEABSOLAR 2019

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

Fonte EPE 2019

Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

Fonte EPE 2019

A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

4111 Sistema ON-Grid

Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

Fonte PORTAL SOLAR

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

2 INVERSOR

O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

4112 Sistema OFF-Grid

Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

Conforme Decreto (2010)

bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte FPME

Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

Fonte CRESESB 2006

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Como nos sistemas ON-Grid

2 CONTROLADORES DE CARGA

Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

3 BATERIAS

Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

4 INVERSOR

Como nos sistemas ON-Grid

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

bull Carga CC sem armazenamento

Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

bull Carga CC com armazenamento

Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

bull Carga CA sem armazenamento

Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

bull Carga CA com armazenamento

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

bull aumento da taxa de autoconsumo

bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

412 Anaacutelise socioambiental

4121 Demanda de mercado

As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

[(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

Fonte IBGE 2019

Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

Fonte CRESESB - CEPEL

Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

Fonte EPE - PNE 2050

Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

Fonte EPE 2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

4123 Impacto socioambiental

Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

Fonte IRENA 2016

Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

Fonte EPE 2019

No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

4124 Sustentabilidade

O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

bull programas de educaccedilatildeo

Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

4125 Principais incentivos no Brasil

O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

bull empresas sediadas no paiacutes

bull administraccedilatildeo puacuteblica

bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

bull produtores rurais

bull transportadores autocircnomos de carga

bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

bull condomiacutenios

Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

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Referecircncias

ABSOLAR Seminaacuterio Desafios da Geraccedilatildeo de Energia Eleacutetrica no Brasil Brasiacutelia ndash DF2017 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrdocuments1018415266087painel+3+ap+7+20171019+ABSOLAR+-+Energia+Solar+Fotovoltaica+-+Dr+Rodrigo+Lopes+Sauaiapdf54f8b161-751b-0639-bd04-77a60cac45c3gt

Perspectivas para a geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica no Brasil SatildeoPaulo 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwabsolarorgbrnoticiaartigos-da-absolarartigo-perspectivas-para-a-geracao-centralizada-solar-fotovoltaica-no-brasilhtmlgt

ANEEL Energia solar [Sl] Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbraplicacoesatlaspdf03-Energia_Solar(3)pdfgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 482 de 17 de abril de 2012 [Sl] Dis-poniacutevel em lthttpwww2aneelgovbrarquivosPDFResoluC3A7C3A3o20Normativa2048220de20201220-20bip-junho-2012pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 687 de 24 de novemrbro de 2015 [Sl] 2015 Disponiacutevelem lthttpwww2aneelgovbrcedocren2015687pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

BLUE SOL Soluccedilotildees Completas em Energia Solar Fotovoltaica [Sl] 2019 Disponiacutevelem lthttpsbluesolcombrgt

BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

BRASIL Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior - SecretariaDe Desenvolvimento E Competitividade Industrial - Departamento De CompetitividadeIndustrial Relatoacuterio final grupo de trabalho solar fotovoltaico [Sl] 05 Dez 2017 a

Referecircncias 73

05 Mar 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwmdicgovbrimagesREPOSITORIOsdci2018-Relatorio-GTFotovoltaico-Camexpdfgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Brasil lanccedila programa de geraccedilatildeo distribuiacutedacom destaque para energia solar [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrwebguestpagina-inicialoutras-noticas-asset_publisher32hLrOzMKwWbcontentprograma-de-geracao-distribuida-preve-movimentar-r-100-bi-em-investimentos-ate-2030gt

Resoluccedilatildeo No 2 de 28 de agosto de 2018 [Sl] 2018 Disponiacutevelem lthttpwwwingovbrmateria-asset_publisherKujrw0TZC2Mbcontentid38727425do1-2018-08-29-resolucao-n-2-de-28-de-agosto-de-2018-38727285gt

CELESC Projeto bocircnus fotovoltaico [Sl] Disponiacutevel em lthttpbonusfotovoltaicocelesccombrgt

CEMIG Alternativas Energeacuteticas [Sl] 2012 Disponiacutevel em lthttpwwwcemigcombrpt-brA_Cemig_e_o_FuturoinovacaoAlternativas_EnergeticasDocumentsAlternativas20Energeticaspdfgt

CRESESB-CEPEL Energia solar - Princiacutepios e aplicaccedilotildees [Sl] 2006 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrdownloadtutorialtutorial_solar_2006pdfgt

Tutorial de Energia Solar Fotovoltaica Rio de Janeiro 2008 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrindexphpsection=com_contentamplang=ptampcid=301gt

Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos Rio de Ja-neiro 2014 Disponiacutevel em lthttpswwwportal-energiacomdownloadslivro-manual-de-engenharia-sistemas-fotovoltaicos-2014pdfgt

DECRETO No 7246 de 28 de julho de 2010 Brasil 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwplanaltogovbrccivil_03_Ato2007-20102010DecretoD7246htmgt

EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

Referecircncias 74

Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

Referecircncias 75

Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

  • Folha de rosto
  • Dedicatoacuteria
  • Epiacutegrafe
  • Sumaacuterio
  • Lista de ilustraccedilotildees
  • Lista de tabelas
  • Lista de abreviaturas e siglas
  • Resumo
  • Abstract
  • CAPIacuteTULO I
    • INTRODUCcedilAtildeO
    • Objetivos
    • Justificativa
      • CAPIacuteTULO II
        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
        • Energia solar
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                          • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                          • Referecircncias
Page 12: ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ...€¦ · Energia solar [manuscrito]: estudo da geração de energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos on-grid

AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

1 CAPIacuteTULO I

11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

12 Objetivos

Objetivo Geral

O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

Objetivos Especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

2 CAPIacuteTULO II

21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

Fonte BEN 2019

Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

1 Combustiacuteveis foacutesseis

2 Radiaccedilatildeo solar

3 Ventos

4 Recursos hiacutedricos

5 Biomassa

6 Elementos radioativos

7 Geotermas

8 Oceanos

Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

Fonte GEPEA

A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

3 CAPIacuteTULO III

31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

Fonte Elaborado pelo autor

4 CAPIacuteTULO IV

41 ANAacuteLISES

411 Anaacutelise teacutecnica

Geraccedilatildeo Centralizada

Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

Fonte CCEEABSOLAR 2019

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

Fonte EPE 2019

Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

Fonte EPE 2019

A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

4111 Sistema ON-Grid

Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

Fonte PORTAL SOLAR

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

2 INVERSOR

O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

4112 Sistema OFF-Grid

Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

Conforme Decreto (2010)

bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte FPME

Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

Fonte CRESESB 2006

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Como nos sistemas ON-Grid

2 CONTROLADORES DE CARGA

Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

3 BATERIAS

Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

4 INVERSOR

Como nos sistemas ON-Grid

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

bull Carga CC sem armazenamento

Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

bull Carga CC com armazenamento

Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

bull Carga CA sem armazenamento

Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

bull Carga CA com armazenamento

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

bull aumento da taxa de autoconsumo

bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

412 Anaacutelise socioambiental

4121 Demanda de mercado

As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

[(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

Fonte IBGE 2019

Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

Fonte CRESESB - CEPEL

Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

Fonte EPE - PNE 2050

Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

Fonte EPE 2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

4123 Impacto socioambiental

Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

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isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

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Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

Fonte IRENA 2016

Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

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bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

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Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

Fonte EPE 2019

No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

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4124 Sustentabilidade

O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

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bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

bull programas de educaccedilatildeo

Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

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Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

4125 Principais incentivos no Brasil

O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

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instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

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O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

bull empresas sediadas no paiacutes

bull administraccedilatildeo puacuteblica

bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

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bull produtores rurais

bull transportadores autocircnomos de carga

bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

bull condomiacutenios

Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

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Referecircncias

ABSOLAR Seminaacuterio Desafios da Geraccedilatildeo de Energia Eleacutetrica no Brasil Brasiacutelia ndash DF2017 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrdocuments1018415266087painel+3+ap+7+20171019+ABSOLAR+-+Energia+Solar+Fotovoltaica+-+Dr+Rodrigo+Lopes+Sauaiapdf54f8b161-751b-0639-bd04-77a60cac45c3gt

Perspectivas para a geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica no Brasil SatildeoPaulo 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwabsolarorgbrnoticiaartigos-da-absolarartigo-perspectivas-para-a-geracao-centralizada-solar-fotovoltaica-no-brasilhtmlgt

ANEEL Energia solar [Sl] Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbraplicacoesatlaspdf03-Energia_Solar(3)pdfgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 482 de 17 de abril de 2012 [Sl] Dis-poniacutevel em lthttpwww2aneelgovbrarquivosPDFResoluC3A7C3A3o20Normativa2048220de20201220-20bip-junho-2012pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 687 de 24 de novemrbro de 2015 [Sl] 2015 Disponiacutevelem lthttpwww2aneelgovbrcedocren2015687pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

BLUE SOL Soluccedilotildees Completas em Energia Solar Fotovoltaica [Sl] 2019 Disponiacutevelem lthttpsbluesolcombrgt

BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

BRASIL Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior - SecretariaDe Desenvolvimento E Competitividade Industrial - Departamento De CompetitividadeIndustrial Relatoacuterio final grupo de trabalho solar fotovoltaico [Sl] 05 Dez 2017 a

Referecircncias 73

05 Mar 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwmdicgovbrimagesREPOSITORIOsdci2018-Relatorio-GTFotovoltaico-Camexpdfgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Brasil lanccedila programa de geraccedilatildeo distribuiacutedacom destaque para energia solar [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrwebguestpagina-inicialoutras-noticas-asset_publisher32hLrOzMKwWbcontentprograma-de-geracao-distribuida-preve-movimentar-r-100-bi-em-investimentos-ate-2030gt

Resoluccedilatildeo No 2 de 28 de agosto de 2018 [Sl] 2018 Disponiacutevelem lthttpwwwingovbrmateria-asset_publisherKujrw0TZC2Mbcontentid38727425do1-2018-08-29-resolucao-n-2-de-28-de-agosto-de-2018-38727285gt

CELESC Projeto bocircnus fotovoltaico [Sl] Disponiacutevel em lthttpbonusfotovoltaicocelesccombrgt

CEMIG Alternativas Energeacuteticas [Sl] 2012 Disponiacutevel em lthttpwwwcemigcombrpt-brA_Cemig_e_o_FuturoinovacaoAlternativas_EnergeticasDocumentsAlternativas20Energeticaspdfgt

CRESESB-CEPEL Energia solar - Princiacutepios e aplicaccedilotildees [Sl] 2006 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrdownloadtutorialtutorial_solar_2006pdfgt

Tutorial de Energia Solar Fotovoltaica Rio de Janeiro 2008 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrindexphpsection=com_contentamplang=ptampcid=301gt

Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos Rio de Ja-neiro 2014 Disponiacutevel em lthttpswwwportal-energiacomdownloadslivro-manual-de-engenharia-sistemas-fotovoltaicos-2014pdfgt

DECRETO No 7246 de 28 de julho de 2010 Brasil 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwplanaltogovbrccivil_03_Ato2007-20102010DecretoD7246htmgt

EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

Referecircncias 74

Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

Referecircncias 75

Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

  • Folha de rosto
  • Dedicatoacuteria
  • Epiacutegrafe
  • Sumaacuterio
  • Lista de ilustraccedilotildees
  • Lista de tabelas
  • Lista de abreviaturas e siglas
  • Resumo
  • Abstract
  • CAPIacuteTULO I
    • INTRODUCcedilAtildeO
    • Objetivos
    • Justificativa
      • CAPIacuteTULO II
        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
        • Energia solar
        • Sistemas fotovoltaicos
          • CAPIacuteTULO III
            • METODOLOGIA
              • CAPIacuteTULO IV
                • ANAacuteLISES
                  • Anaacutelise teacutecnica
                    • Sistema ON-Grid
                    • Sistema OFF-Grid
                    • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                      • Anaacutelise socioambiental
                        • Demanda de mercado
                        • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                        • Impacto socioambiental
                        • Sustentabilidade
                        • Principais incentivos no Brasil
                          • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                          • Referecircncias
Page 13: ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ...€¦ · Energia solar [manuscrito]: estudo da geração de energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos on-grid

1 CAPIacuteTULO I

11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

12 Objetivos

Objetivo Geral

O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

Objetivos Especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

2 CAPIacuteTULO II

21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

Fonte BEN 2019

Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

1 Combustiacuteveis foacutesseis

2 Radiaccedilatildeo solar

3 Ventos

4 Recursos hiacutedricos

5 Biomassa

6 Elementos radioativos

7 Geotermas

8 Oceanos

Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

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Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

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23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

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Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

Fonte GEPEA

A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

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solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

3 CAPIacuteTULO III

31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

Fonte Elaborado pelo autor

4 CAPIacuteTULO IV

41 ANAacuteLISES

411 Anaacutelise teacutecnica

Geraccedilatildeo Centralizada

Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

Fonte CCEEABSOLAR 2019

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

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de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

Fonte EPE 2019

Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

Fonte EPE 2019

A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

4111 Sistema ON-Grid

Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

Fonte PORTAL SOLAR

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

2 INVERSOR

O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

4112 Sistema OFF-Grid

Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

Conforme Decreto (2010)

bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte FPME

Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

Fonte CRESESB 2006

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Como nos sistemas ON-Grid

2 CONTROLADORES DE CARGA

Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

3 BATERIAS

Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

4 INVERSOR

Como nos sistemas ON-Grid

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

bull Carga CC sem armazenamento

Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

bull Carga CC com armazenamento

Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

bull Carga CA sem armazenamento

Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

bull Carga CA com armazenamento

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

bull aumento da taxa de autoconsumo

bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

412 Anaacutelise socioambiental

4121 Demanda de mercado

As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

[(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

Fonte IBGE 2019

Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

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Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

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Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

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Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

Fonte CRESESB - CEPEL

Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

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Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

Fonte EPE - PNE 2050

Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

Fonte EPE 2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

4123 Impacto socioambiental

Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

Fonte IRENA 2016

Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

Fonte EPE 2019

No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

4124 Sustentabilidade

O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

bull programas de educaccedilatildeo

Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

4125 Principais incentivos no Brasil

O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

bull empresas sediadas no paiacutes

bull administraccedilatildeo puacuteblica

bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

bull produtores rurais

bull transportadores autocircnomos de carga

bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

bull condomiacutenios

Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

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Referecircncias

ABSOLAR Seminaacuterio Desafios da Geraccedilatildeo de Energia Eleacutetrica no Brasil Brasiacutelia ndash DF2017 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrdocuments1018415266087painel+3+ap+7+20171019+ABSOLAR+-+Energia+Solar+Fotovoltaica+-+Dr+Rodrigo+Lopes+Sauaiapdf54f8b161-751b-0639-bd04-77a60cac45c3gt

Perspectivas para a geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica no Brasil SatildeoPaulo 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwabsolarorgbrnoticiaartigos-da-absolarartigo-perspectivas-para-a-geracao-centralizada-solar-fotovoltaica-no-brasilhtmlgt

ANEEL Energia solar [Sl] Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbraplicacoesatlaspdf03-Energia_Solar(3)pdfgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 482 de 17 de abril de 2012 [Sl] Dis-poniacutevel em lthttpwww2aneelgovbrarquivosPDFResoluC3A7C3A3o20Normativa2048220de20201220-20bip-junho-2012pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 687 de 24 de novemrbro de 2015 [Sl] 2015 Disponiacutevelem lthttpwww2aneelgovbrcedocren2015687pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

BLUE SOL Soluccedilotildees Completas em Energia Solar Fotovoltaica [Sl] 2019 Disponiacutevelem lthttpsbluesolcombrgt

BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

BRASIL Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior - SecretariaDe Desenvolvimento E Competitividade Industrial - Departamento De CompetitividadeIndustrial Relatoacuterio final grupo de trabalho solar fotovoltaico [Sl] 05 Dez 2017 a

Referecircncias 73

05 Mar 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwmdicgovbrimagesREPOSITORIOsdci2018-Relatorio-GTFotovoltaico-Camexpdfgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Brasil lanccedila programa de geraccedilatildeo distribuiacutedacom destaque para energia solar [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrwebguestpagina-inicialoutras-noticas-asset_publisher32hLrOzMKwWbcontentprograma-de-geracao-distribuida-preve-movimentar-r-100-bi-em-investimentos-ate-2030gt

Resoluccedilatildeo No 2 de 28 de agosto de 2018 [Sl] 2018 Disponiacutevelem lthttpwwwingovbrmateria-asset_publisherKujrw0TZC2Mbcontentid38727425do1-2018-08-29-resolucao-n-2-de-28-de-agosto-de-2018-38727285gt

CELESC Projeto bocircnus fotovoltaico [Sl] Disponiacutevel em lthttpbonusfotovoltaicocelesccombrgt

CEMIG Alternativas Energeacuteticas [Sl] 2012 Disponiacutevel em lthttpwwwcemigcombrpt-brA_Cemig_e_o_FuturoinovacaoAlternativas_EnergeticasDocumentsAlternativas20Energeticaspdfgt

CRESESB-CEPEL Energia solar - Princiacutepios e aplicaccedilotildees [Sl] 2006 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrdownloadtutorialtutorial_solar_2006pdfgt

Tutorial de Energia Solar Fotovoltaica Rio de Janeiro 2008 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrindexphpsection=com_contentamplang=ptampcid=301gt

Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos Rio de Ja-neiro 2014 Disponiacutevel em lthttpswwwportal-energiacomdownloadslivro-manual-de-engenharia-sistemas-fotovoltaicos-2014pdfgt

DECRETO No 7246 de 28 de julho de 2010 Brasil 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwplanaltogovbrccivil_03_Ato2007-20102010DecretoD7246htmgt

EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

Referecircncias 74

Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

Referecircncias 75

Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

  • Folha de rosto
  • Dedicatoacuteria
  • Epiacutegrafe
  • Sumaacuterio
  • Lista de ilustraccedilotildees
  • Lista de tabelas
  • Lista de abreviaturas e siglas
  • Resumo
  • Abstract
  • CAPIacuteTULO I
    • INTRODUCcedilAtildeO
    • Objetivos
    • Justificativa
      • CAPIacuteTULO II
        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
        • Energia solar
        • Sistemas fotovoltaicos
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                          • Referecircncias
Page 14: ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ...€¦ · Energia solar [manuscrito]: estudo da geração de energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos on-grid

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

12 Objetivos

Objetivo Geral

O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

Objetivos Especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

2 CAPIacuteTULO II

21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

Fonte BEN 2019

Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

1 Combustiacuteveis foacutesseis

2 Radiaccedilatildeo solar

3 Ventos

4 Recursos hiacutedricos

5 Biomassa

6 Elementos radioativos

7 Geotermas

8 Oceanos

Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

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Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

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23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

Fonte GEPEA

A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

3 CAPIacuteTULO III

31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

Fonte Elaborado pelo autor

4 CAPIacuteTULO IV

41 ANAacuteLISES

411 Anaacutelise teacutecnica

Geraccedilatildeo Centralizada

Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

Fonte CCEEABSOLAR 2019

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

Fonte EPE 2019

Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

Fonte EPE 2019

A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

4111 Sistema ON-Grid

Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

Fonte PORTAL SOLAR

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

2 INVERSOR

O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

4112 Sistema OFF-Grid

Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

Conforme Decreto (2010)

bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte FPME

Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

Fonte CRESESB 2006

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Como nos sistemas ON-Grid

2 CONTROLADORES DE CARGA

Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

3 BATERIAS

Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

4 INVERSOR

Como nos sistemas ON-Grid

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

bull Carga CC sem armazenamento

Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

bull Carga CC com armazenamento

Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

bull Carga CA sem armazenamento

Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

bull Carga CA com armazenamento

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

bull aumento da taxa de autoconsumo

bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

412 Anaacutelise socioambiental

4121 Demanda de mercado

As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

[(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

Fonte IBGE 2019

Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

Fonte CRESESB - CEPEL

Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

Fonte EPE - PNE 2050

Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

Fonte EPE 2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

4123 Impacto socioambiental

Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

Fonte IRENA 2016

Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

Fonte EPE 2019

No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

4124 Sustentabilidade

O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

bull programas de educaccedilatildeo

Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

4125 Principais incentivos no Brasil

O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

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O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

bull empresas sediadas no paiacutes

bull administraccedilatildeo puacuteblica

bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

bull produtores rurais

bull transportadores autocircnomos de carga

bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

bull condomiacutenios

Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

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Referecircncias

ABSOLAR Seminaacuterio Desafios da Geraccedilatildeo de Energia Eleacutetrica no Brasil Brasiacutelia ndash DF2017 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrdocuments1018415266087painel+3+ap+7+20171019+ABSOLAR+-+Energia+Solar+Fotovoltaica+-+Dr+Rodrigo+Lopes+Sauaiapdf54f8b161-751b-0639-bd04-77a60cac45c3gt

Perspectivas para a geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica no Brasil SatildeoPaulo 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwabsolarorgbrnoticiaartigos-da-absolarartigo-perspectivas-para-a-geracao-centralizada-solar-fotovoltaica-no-brasilhtmlgt

ANEEL Energia solar [Sl] Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbraplicacoesatlaspdf03-Energia_Solar(3)pdfgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 482 de 17 de abril de 2012 [Sl] Dis-poniacutevel em lthttpwww2aneelgovbrarquivosPDFResoluC3A7C3A3o20Normativa2048220de20201220-20bip-junho-2012pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

Resoluccedilatildeo Normativa no 687 de 24 de novemrbro de 2015 [Sl] 2015 Disponiacutevelem lthttpwww2aneelgovbrcedocren2015687pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

BLUE SOL Soluccedilotildees Completas em Energia Solar Fotovoltaica [Sl] 2019 Disponiacutevelem lthttpsbluesolcombrgt

BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

BRASIL Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior - SecretariaDe Desenvolvimento E Competitividade Industrial - Departamento De CompetitividadeIndustrial Relatoacuterio final grupo de trabalho solar fotovoltaico [Sl] 05 Dez 2017 a

Referecircncias 73

05 Mar 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwmdicgovbrimagesREPOSITORIOsdci2018-Relatorio-GTFotovoltaico-Camexpdfgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Brasil lanccedila programa de geraccedilatildeo distribuiacutedacom destaque para energia solar [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrwebguestpagina-inicialoutras-noticas-asset_publisher32hLrOzMKwWbcontentprograma-de-geracao-distribuida-preve-movimentar-r-100-bi-em-investimentos-ate-2030gt

Resoluccedilatildeo No 2 de 28 de agosto de 2018 [Sl] 2018 Disponiacutevelem lthttpwwwingovbrmateria-asset_publisherKujrw0TZC2Mbcontentid38727425do1-2018-08-29-resolucao-n-2-de-28-de-agosto-de-2018-38727285gt

CELESC Projeto bocircnus fotovoltaico [Sl] Disponiacutevel em lthttpbonusfotovoltaicocelesccombrgt

CEMIG Alternativas Energeacuteticas [Sl] 2012 Disponiacutevel em lthttpwwwcemigcombrpt-brA_Cemig_e_o_FuturoinovacaoAlternativas_EnergeticasDocumentsAlternativas20Energeticaspdfgt

CRESESB-CEPEL Energia solar - Princiacutepios e aplicaccedilotildees [Sl] 2006 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrdownloadtutorialtutorial_solar_2006pdfgt

Tutorial de Energia Solar Fotovoltaica Rio de Janeiro 2008 Disponiacutevel emlthttpwwwcresesbcepelbrindexphpsection=com_contentamplang=ptampcid=301gt

Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos Rio de Ja-neiro 2014 Disponiacutevel em lthttpswwwportal-energiacomdownloadslivro-manual-de-engenharia-sistemas-fotovoltaicos-2014pdfgt

DECRETO No 7246 de 28 de julho de 2010 Brasil 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwplanaltogovbrccivil_03_Ato2007-20102010DecretoD7246htmgt

EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

Referecircncias 74

Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

Referecircncias 75

Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

  • Folha de rosto
  • Dedicatoacuteria
  • Epiacutegrafe
  • Sumaacuterio
  • Lista de ilustraccedilotildees
  • Lista de tabelas
  • Lista de abreviaturas e siglas
  • Resumo
  • Abstract
  • CAPIacuteTULO I
    • INTRODUCcedilAtildeO
    • Objetivos
    • Justificativa
      • CAPIacuteTULO II
        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
        • Energia solar
        • Sistemas fotovoltaicos
          • CAPIacuteTULO III
            • METODOLOGIA
              • CAPIacuteTULO IV
                • ANAacuteLISES
                  • Anaacutelise teacutecnica
                    • Sistema ON-Grid
                    • Sistema OFF-Grid
                    • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                      • Anaacutelise socioambiental
                        • Demanda de mercado
                        • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                        • Impacto socioambiental
                        • Sustentabilidade
                        • Principais incentivos no Brasil
                          • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                          • Referecircncias
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