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SISTEMA DE GERAO FOTOVOLTAICA NO LITORAL DO PARAN:
CARACTERSTICAS TCNICAS E PERSPECTIVAS PS IMPLANTAO1
Alberto Correa da Silva
Antonio Carlos de Campos
Marcelo de Oliveira Lemos
RESUMO:A crescente demanda mundial por energia eltrica e as limitaes e restriesambientais, cada vez mais frequentes e impactantes para os grandesempreendimentos de gerao, oportunizou que maior importncia fosse dada explorao de fontes de energia alternativas, dentre as quais destaca-se o sistemade gerao fotovoltaico. Alm da importncia em utilizar este sistema como fonteadicional nos lugares j providos de rede de distribuio de energia eltrica,tambm foi a melhor alternativa aprovada pelos rgos ambientais para o
atendimento realizado s comunidades isoladas e localizadas em reas depreservao ambiental, no litoral do Paran. Este estudotem por objetivo descreveras caractersticas tcnicas do sistema de gerao fotovoltaica instalado nestacomunidade, realizando anlise tcnica, econmica e social, ps-implantao dosistema. Busca tambm identificar possveis oportunidades de melhoria noprocesso, bem como apresentar as perspectivas e desafios para viabilizao do usodesta forma de gerao de energia eltrica no Brasil.
PALAVRAS-CHAVE: Energia solar. Fotovoltaico. Gerao de energia. Fontesrenovveis.
1 INTRODUO
A composio da matriz energtica brasileira aponta para a forte
dependncia das fontes de gerao hidreltrica (cerca de 67% da potncia
instalada), conforme informao disponibilizada no Banco de Informaes de
Gerao - BIG, atualizado em agosto/2014 pela Agncia Nacional de Energia
Eltrica - ANEEL.
Paralelamente, alm da escassez de recursos hdricos, observam-se cada
vez mais desafios para a implantao de grandes sistemas de gerao, seja pela
necessidade de sua instalao mais prxima dos centros consumidores, ou pelasrestries decorrentes de seu elevado impacto ambiental. Nesta linha de atuao,
surgem como complemento matriz energtica os sistemas denominados de
"gerao distribuda", com aplicao regulamentada por meio da Resoluo
1Trabalho de Concluso de Curso apresentado ao curso de Engenharia Eletrotcnica da UniversidadeTuiuti do Paran, sob orientao do professor JULIANO DE PELLEGRIN PACHECO.
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Normativa ANEEL n 482, de 17.04.2012, com importantes diferenciais como a
gerao prxima do centro de consumo e seu reduzido impacto ambiental.
Entre as formas de gerao distribuda, a utilizao de clulas fotovoltaicas
destaca-se como uma das alternativas, sendo as condies para instalao desse
tipo de sistema disciplinadas atravs da Resoluo Normativa ANEEL n 493, de
05.06.2012. Segundo o estudo sobre "Outras Fontes" constante no Plano Nacional
de Energia 2030, o Brasil possui um potencial energtico solar privilegiado, que
em torno de 2,5 GW, cinco vezes maior que os Estados Unidos, e potencialmente
maior que a maioria dos pases de primeiro mundo (EMPRESA DE PESQUISA
ENERGTICA - EPE, 2007).
A energia solar no territrio brasileiro tem elevado potencial para sua
converso em energia eltrica, com irradiao global mdia anual entre 1.200 e2.400 kWh/m/ano. Para efeito de comparao, nos pases europeus que mais
exploram esta fonte, como Alemanha e Espanha, os valores variam,
respectivamente, nas faixas 900-1.250 e 1.200-1.850 kWh/m/ano. Apesar do
grande potencial, os custos atuais dessa tecnologia so relativamente elevados.
Neste contexto, a avaliao de fontes alternativas ganha importncia na
indicao da melhor soluo sob o aspecto socioambiental, atendendo s
necessidades especficas de comunidades localizadas em reas isoladas ou de
preservao ambiental, buscando assim sua incluso social.Desta forma, o trabalho em referncia visa apresentar o sistema de gerao
fotovoltaica instalado pela Copel Distribuio, tendo como resultado o alcance dos
seguintes objetivos:
a) Descrever as caractersticas tcnicas do sistema de gerao fotovoltaica,
aplicados gerao distribuda, instalado no litoral do Paran;
b) realizar anlise tcnica, econmica e social, ps-implantao do sistema;
c) identificar oportunidades de melhoria no processo, se houver; e
d) apresentar as perspectivas e desafios para viabilizao do uso destaforma de gerao de energia eltrica no Brasil.
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2 DEFINIO DO PROJETO
2.1 CARACTERSTICAS DA POPULAO LOCAL
O projeto em referncia, prope a anlise do atendimento realizado visando
o fornecimento de energia eltrica comunidade insular denominada Barra do
Ararapira, situada no litoral do municpio de Guaraqueaba, Paran. De acordo com
levantamento realizado pela Copel Distribuio durante o ano de 2011, as famlias
residentes neste local so formadas, em mdia, por 5 pessoas que dependem quase
que exclusivamente da renda obtida pela pesca artesanal vendida diariamente ou
conservada precariamente em gelo adquirido nas cidades prximas (COPEL
DISTRIBUIO, 2012-2015).
Desta forma, foi viabilizado o atendimento a 81 unidades consumidoras porsistemas fotovoltaicos, sendo 74 residncias, 1 telecentro, 1 correio, 1 CCP (centro
comunitrio de produo), 1 escola, 1 posto de sade e 2 igrejas.
2.2 VIABILIDADE E CARACTERSTICAS TCNICAS DO ATENDIMENTO
Dadas as caractersticas da regio, especialmente por se tratar de reas de
preservao ambiental, a nica forma de atendimento que encontrou viabilidade
tcnica e ambiental foi a utilizao de sistemas fotovoltaicos. A avaliao das
tecnologias possveis para o atendimento pode ser verificada no APNDICE A OPES TECNOLGICAS A SEREM UTILIZADAS.
O sistema utilizado para atendimento comunidade, contando
exclusivamente com o fornecimento a partir de fontes isoladas e sem a possibilidade
de interligao com as redes de distribuio de energia convencionais, caracterizou-
se como um dos principais projetos executados por uma concessionria de energia
sob a vigncia da nova regulamentao pela ANEEL - anteriormente, alguns
atendimentos isolados foram registrados nos Estados do Amazonas, Bahia, Minas
Gerais e Par. Seguindo o regulamento, o projeto foi submetido prvia avaliao eaprovao pela Eletrobrs - Centrais Eltricas Brasileiras S.A., e a partir desse
trmite, foi habilitado para que sua execuo ocorresse com parte de subsdios do
programa de eletrificao rural do governo federal (Projetos Especiais - Programa
Luz para Todos), mas acabou sendo implementado com recursos exclusivos da
Copel Distribuio.
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Tecnicamente, nos termos da Resoluo Normativa n 482, o sistema
utilizado classificado como microgerao distribuda, pois conta com potncia
instalada inferior a 100 kW (AGNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELTRICA,
2012c). Apesar de no ser o foco deste trabalho, convm destacar, ainda, a
regulamentao neste ato normativo pela ANEEL da possibilidade de implantao
do "sistema de compensao de energia eltrica", por meio do qual os consumidores
conectados s redes convencionais de distribuio de energia eltrica podem
implantar em suas unidades sistemas de gerao distribuda, e fornecer
concessionria distribuidora local a energia gerada para, posteriormente, compensar
esta energia do seu consumo prprio mensal.
Para obter o mximo de aproveitamento de um sistema de gerao de
energia eltrica com fonte intermitente, bem como menores custos de implantao emanuteno, foram projetados conjuntos de gerao padronizados para atendimento
de at 4 unidades consumidoras (aqui denominado de conjunto de gerao
fotovoltaica), interligados entre si, sempre que possvel, atravs de barramentos de
corrente contnua (configurao denominada aqui de minirrede), cujo modelo pode
ser visualizado na FIGURA 1, a seguir.
FIGURA 1MODELO PARA CONFIGURAO DE MINIRREDE
FONTE: COPEL DISTRIBUIO S.A., 2012-2015
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Nas situaes em que no houve a possibilidade de implantar esta
configurao de minirrede, foi adotada a topologia com o agrupamento e interligao
de quantidade maior de painis fotovoltaicos em um conjunto de gerao, para a
partir deste efetuar o atendimento s unidades consumidoras por meio de uma rede
de distribuio, conforme modelos apresentados na FIGURA 2, a seguir.
FIGURA 2 CONJUNTO DE GERAO COM AGRUPAMENTO DE PAINIS
FONTE: COPEL DISTRIBUIO S.A., 2012-2015
Visando atender da melhor forma possvel as necessidades desta
comunidade frente a limitao outras fontes de energia eltrica, foram
dimensionados sistemas para garantir a cada moradia disponibilidade mnima
mensal de 45 kWh, o que superior ao mnimo de 13 kWh estabelecido pela
Resoluo Normativa n 493 (Id., 2012d), permitindo assim o uso de parte dos
eletrodomsticos desejados pelos moradores e autonomia suficiente para at 3
(trs) dias sem a incidncia de sol. Nesta Resoluo, o sistema em referncia passa
a ser denominado MIGDI - Microssistema isolado de gerao e distribuio de
energia eltrica.
O consumo de cada residncia controlado atravs de um equipamento
denominado "gerenciador de energia" um dos modelos utilizados pode serobservado na FIGURA 3, a seguir , instalado junto ao sistema de medio para
possibilitar o acompanhamento pelos clientes do seu ritmo de utilizao da energia
eltrica disponvel, evitando desperdcios e possvel falta de energia em
determinados perodos.
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FIGURA 3 GERENCIADOR DE ENERGIA E SISTEMA DE MEDIO
FONTE: COPEL DISTRIBUIO S.A., 2012-2015
3 FUNDAMENTAO TERICA
De acordo com dados disponibilizados no BIG, pela ANEEL, a capacidade
instalada total do sistema eltrico brasileiro em 12.08.2014 era de cerca de 130,5 mil
MW (Id., 2014a). Esse total engloba no apenas as unidades geradoras do Sistema
Interligado Nacional - SIN, mas conta tambm com aquelas instaladas nos sistemas
isolados e a autoproduo, no contabilizando a parcela de importao da Usina
Hidreltrica Itaipu no consumida pelo sistema eltrico paraguaio. A distribuio da
capacidade instalada, por tipo de fonte do parque gerador existente, apresentada
no grfico e tabela da FIGURA 4, a seguir.
FIGURA 4BANCO DE INFORMAES DE GERAO
FONTE: AGNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELTRICA, 2014, disponvel em:http://www.aneel.gov.br
http://www.aneel.gov.br/http://www.aneel.gov.br/7/24/2019 Sistema de geracao Fotovoltaica
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As fontes de energia podem ser classificadas em "Renovveis" e "No
renovveis"; na elaborao de balanos energticos, uma maneira de se efetuar
esta classificao a demonstrada no QUADRO 1, a seguir, onde se observa
tambm o resultado da transformao da energia primria em secundria
(VECCHIA, 2010).
QUADRO 1CLASSIFICAO DE FONTES ENERGTICAS
Fontes Tipo Energia Primria Energia Secundria
No renovveisFsseis
Carvo mineralTermeletricidade, calor,combustvel para transporte
Petrleo e derivados
Gs natural
Nuclear Materiais fsseis Termeletricidade, calor
Renovveis
TradicionaisBiomassa primitiva: lenha de
desmatamentoCalor
Convencionais Potenciais hidrulicos de mdioe grande portes
Hidreletricidade
Modernas
Potenciais hidrulicos depequeno porteBiomassa: lenha replantada,culturas energticas (cana-de-acar, leos vegetais)
Biocombustveis (etanol,biodiesel), termeletricidade,calor
Outras
Solar Calor, eletricidade fotovoltaica
Geotrmica Calor, eletricidade
ElicaEletricidade
Maremotriz e das ondas
FONTE: VECCHIA, 2010, p. 5 apud GOLDEMBERG, 2008, p. 69
As aplicaes prticas da energia solar podem ser divididas em dois grupos
(MINISTRIO DO MEIO AMBIENTE, 2014):a) energia solar fotovoltaica: processo de aproveitamento da energia solar
para converso direta em energia eltrica, utilizando os painis fotovoltaicos; e
b) energia trmica (coletores planos e concentradores): relacionada
basicamente aos sistemas de aquecimento de gua.
Segundo FRAIDENRAICH & LIRA (1995):
Historicamente, o primeiro dispositivo similar a um coletor solar moderno,onde o efeito estufa era utilizado para aquecimento de gua, foi testado pelo
suo Horcio de Saussure, em 1767.[...]Saussure construiu e testou diversos coletores, chegando a utilizar at trscoberturas de vidro distantes entre si de 3,8 cm. Nesta "caixa quente solar",como foi denominada, a temperatura da gua chegou a atingir 101C,superando seu ponto de ebulio.[...]Porm, a converso de energia solar em energia mecnica teve queaguardar os desenvolvimentos e descobertas do perodo da RevoluoIndustrial, para ver realizados os primeiros trabalhos sobre produo depotncia mecnica.
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O princpio bsico de funcionamento de um sistema de gerao de energia
eltrica atravs da energia fotovoltaica, pode ser assim definido (ELETROSUL, 2014
apud CENTRO DE REFERNCIA PARA ENERGIA SOLAR E ELICA SRGIO DE
SALVO BRITO - CRESESB, 2014):
As clulas fotovoltaicas so fabricadas com material semicondutor, ou seja,um material com caractersticas intermedirias entre um condutor e umisolante.[...]A clula fotovoltaica composta por uma camada de material tipo Pjustaposta a uma camada de material tipo N que, ao serem unidas, forma-seum campo eltrico prximo a juno. Quando ela exposta luz, a energiados ftons da luz do sol permite que eltrons presentes na camada Pconsigam passar para a camada N, criando uma diferena de potencial nasextremidades do semicondutor. Se forem conectados fios s extremidades eestes forem ligados a uma carga, haver um fluxo de corrente eltrica,fazendo os eltrons retornarem para a camada P, reiniciando o processo.Em resumo, a luz do Sol fornece energia para impulsionar os eltrons emum s sentido, estabelecendo assim, a corrente eltrica. A figura abaixomostra como ocorre o Efeito Fotovoltaico:
A funcionalidade acima descrita, pode ser observada mais detalhadamente
atravs da FIGURA 5, a seguir.
FIGURA 5 EFEITO FOTOVOLTAICO
FONTE: ELETROSUL, 2014 apud CRESESB, 2014, disponvel em: http://www.eletrosul.gov.br
http://www.eletrosul.gov.br/http://www.eletrosul.gov.br/7/24/2019 Sistema de geracao Fotovoltaica
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No Brasil, a regulamentao do uso de sistemas de gerao fotovoltaica foi
promulgada pela ANEEL por meio da Resoluo Normativa n 493 (Id., 2012d). Este
ato regulamentar define as regras para utilizao dos sistemas denominados MIGDI
e SIGFI, para os quais so apresentadas as seguintes definies nos incisos do Art.
2:
VI - microssistema isolado de gerao e distribuio de energia eltrica MIGDI: sistema isolado de gerao e distribuio de energia eltrica compotncia instalada total de gerao de at 100 kW;[...]XIII - sistema individual de gerao de energia eltrica com fonteintermitenteSIGFI: sistema de gerao de energia eltrica, utilizado parao atendimento de uma nica unidade consumidora, cujo fornecimento se dexclusivamente por meio de fonte de energia intermitente.
Pelo regulamento, a disponibilidade mensal de energia garantida deve se
situar entre 13 e 80 kWh por unidade consumidora; porm, uma vez definido pela
concessionria qual ser a disponibilidade, esta deve se manter com uma autonomia
mnima de 48 horas.
A localizao das instalaes ponto relevante para avaliao do potencial
de gerao da regio. Um aspecto favorvel introduo da energia solar no Brasil
a disponibilidade de levantamentos de recursos primrios, como o Atlas Brasileiro
de Energia Solar (ver FIGURA 6, a seguir), publicado pelo Instituto Nacional de
Pesquisas Espaciais - INPE. O atlas foi desenvolvido dentro do escopo do projeto
SWERA, em parceria entre o Centro de Previso de Tempo e Estudos Climticos -
CPTEC/INPE, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC e o Atlas
Solarimtrico do Brasil, atravs do convnio FADE-UFPE / CEPEL (ASSOCIAO
BRASILEIRA DA INDSTRIA ELTRICA E ELETRNICA - ABINEE, 2012).
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FIGURA 6 RADIAO SOLAR DIRIA NO BRASIL
FONTE: ASSOCIAO BRASILEIRA DA INDSTRIA ELTRICA E ELETRNICA ABINEE, 2012,disponvel em: http://www.abinee.org.br
Entre os vrios processos de aproveitamento da energia solar, os mais
usados atualmente so o aquecimento de gua e a gerao fotovoltaica de energia
eltrica. No Brasil, o primeiro mais encontrado nas regies Sul e Sudeste, devido a
caractersticas climticas, e o segundo, nas regies Norte e Nordeste, em
comunidades isoladas da rede de energia eltrica.
O aproveitamento trmico para aquecimento de fluidos feito com o uso de
coletores ou concentradores solares. Os coletores solares so mais usados em
aplicaes residenciais e comerciais (hotis, restaurantes, clubes, hospitais, etc.)
para o aquecimento de gua (higiene pessoal e lavagem de utenslios e ambientes).J os concentradores solares destinam-se a aplicaes que requerem temperaturas
mais elevadas, como a secagem de gros e a produo de vapor (AGNCIA
NACIONAL DE ENERGIA ELTRICA, 2014b).
Por se tratar de uma fonte intermitente, pouco vivel a dependncia
exclusiva da energia solar, o que torna necessria a existncia de conexo rede
de distribuio de energia eltrica. Em locais remotos, onde no h rede eltrica, o
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sistema deve funcionar acoplado a baterias, as quais ainda so bastante caras e
possuem baixa durabilidade.
4 PROCEDIMENTOS METODOLGICOS
Para concepo deste estudo de caso foram utilizados dados secundrios,
exclusivamente atravs de relatrios, normas tcnicas e registros da empresa Copel
Distribuio, aferindo-se a eficcia na utilizao deste modelo de gerao distribuda
no atendimento comunidades isoladas, considerando suas limitaes,
caractersticas tcnicas e baseando-se na anlise dos resultados ps-implantao,
sendo estes dados coletados atravs de inspees peridicas e acompanhamento
do comportamento de carga (hbitos de consumo) junto comunidade.
5 ANLISE DOS RESULTADOS
Visando o cumprimento dos objetivos do estudo em referncia, e como
forma de possibilitar uma viso mais abrangente do processo que resultou no
atendimento com energia eltrica comunidade Barra do Ararapira, em sua anlise
sero abordados os dados tcnicos que subsidiaram a implantao do sistema de
gerao distribuda fotovoltaico, relacionando-os s perspectivas e expectativas da
comunidade ps-implantao.
5.1 ESTUDO DE DEMANDA E CONSUMO ENERGTICO
Para o dimensionamento do sistema, a estimativa de consumo das unidades
residenciais foi estabelecida atravs da instalao de unidades piloto, e ainda com a
realizao de pesquisa informal das intenes de compra de eletrodomsticos. Para
isto, foram instaladas 8 unidades piloto em domiclios da regio com caractersticas
similares, cujo consumo mdio obtido foi de 58 kWh, conforme apresentado no
QUADRO 2, a seguir.
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QUADRO 2 ESTUDO DE DEMANDA RESIDENCIAL
Unidade Perodo Avaliado Potncia Instalada (kW) Consumo Mdio (kWh) Cons. Mdio Dirio (Wh/dia)
1 14/04/08 a 30/10/09 1,60 75 2.500
2 05/05/08 a 30/10/09 0,90 44 1.470
3 28/05/08 a 30/10/09 1,30 68 2.270
4 16/06/08 a 30/10/09 0,80 49 1.630
5 30/06/08 a 30/10/09 1,00 66 2.2006 01/07/08 a 30/10/09 1,20 58 1.9307 22/07/08 a 30/10/09 1,10 59 1.9708 13/08/08 a 30/10/09 0,90 45 1.500
Mdia 58 1.930
FONTE: COPEL DISTRIBUIO S.A., 2012-2015
A premissa adotada para o dimensionamento do sistema, foi de que as
diferentes unidades consumidoras possuem cargas e hbitos dirios de consumo
diferenciados, colaborando para a formao de reserva de energia para a
coletividade.
A partir do estudo e parmetros utilizados para definio do consumo mdio
residencial, foi estipulado o perfil de consumo para cada tipo de unidade
consumidora, o que resultou na curva de carga apresentada na FIGURA 7, a seguir.
FIGURA 7 CURVA DE CARGA PARA ATENDIMENTO A UMA RESIDNCIA
FONTE: COPEL DISTRIBUIO S.A., 2012-2015
Como se verifica no perfil de carga residencial, o horrio de pico no consumo
de energia para as unidades consumidoras da regio seria por volta de 8 h, com um
registro de aproximadamente 500 W/h.
A estimativa de consumo para o Centro Comunitrio de Produo - CCP, foi
estabelecida de acordo com as definies do Programa de Aes Integradas da
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Coordenao do Programa Luz Para Todos no Paran, o que resultou no perfil de
carga apresentado na FIGURA 8, a seguir.
FIGURA 8 CURVA DE CARGA PARA ATENDIMENTO AO CCP
FONTE: COPEL DISTRIBUIO S.A., 2012-2015
No caso do CCP, verifica-se atravs do perfil de carga traado um consumo
mdio constante na maior parte do dia da ordem de 500 W/h (com pico de 1.000
W/h), sendo o horrio de pico no consumo de energia por volta de 18 h, com um
registro de aproximadamente 1.800 W/h.
Para o Telecentro, a estimativa de consumo foi estabelecida de acordo com
as recomendaes de montagem do Ministrio das Comunicaes, resultando no
perfil de carga apresentado na FIGURA 9, a seguir.
FIGURA 9 CURVA DE CARGA PARA ATENDIMENTO AO TELECENTRO
FONTE: COPEL DISTRIBUIO S.A., 2012-2015
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Com o horrio de funcionamento do Telecentro estabelecido entre 18 e 23 h,
verifica-se atravs do perfil de carga traado um consumo mdio neste perodo da
ordem de 4.000 W/h.
O resultado destas anlises, determinou as caractersticas tcnicas e
econmicas para implantao do sistema, conforme apresentado no QUADRO 3, a
seguir.
QUADRO 3 ESTUDO DE DEMANDA RESIDENCIAL
Potncia instalada total do sistema 64,89 kW
Investimento total do sistema R$ 1.586.165,00
Investimento por consumidorResidencial = R$ 15.282,87 ; CCP = R$ 146.314,63 ;
Telecentro = R$ 232.503,68
Disponibilidade energtica mnima mensal para a comunidade 4.425,84 kWh/ms
Disponibilidade energtica mnima mensal por consumidorResidencial = 45 kWh/ms ; CCP = 405,18 kWh/ms ;
Telecentro = 690,66 kWh/ms
FONTE: COPEL DISTRIBUIO S.A., 2012-2015
5.2 AVALIAO PS-IMPLANTAO
Com o acompanhamento ps-implantao realizado junto comunidade, na
forma de orientao e verificao de hbitos de consumo, constatou-se que o
sistema de gerao fotovoltaico inicialmente cumpriu seu objetivo dentro dos
critrios tcnicos de projeto, proporcionando:
a) Incluso social;
b) iluminao permanente atravs de lmpadas fluorescentes
compactas, eliminando o uso de velas e querosene;
c) possibilidade de uso de sistema de refrigerao nas residncias
(geladeira fornecida pelo Programa de Eficientizao Energtica);
d) possibilidade de instalao de equipamentos para transformao do
produto in-natura em produto acabado nas residncias e centros
comunitrios (CCP);e) possibilidade de adequao da escola, permitindo a conservao da
merenda escolar, acesso aos programas governamentais de ensino a
distncia, incluso digital e iluminao;
f) reduo de gastos com combustveis e melhoria da qualidade de vida;
g) reduo do uso de outras fontes energticas de maior impacto
ambiental.
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Passada a fase inicial, foram evidenciadas novas necessidades das famlias
atendidas, com alterao no seu perfil de consumo resultante de:
a) aumento da renda na comunidade pela disponibilidade de energia
eltrica;
b) facilidade de crdito no mercado para aquisio de bens de consumo;
c) mudana de hbito propiciado pela incluso digital; e
d) expectativa por maior conforto e comodidade no seu dia a dia, alm
do atendimento s suas necessidades bsicas.
Diante disso, o sistema de gerao passou a operar com defasagem em
relao expectativa dos atendidos, ou seja, a disponibilidade de 45 kWh/ms
passou a ser insuficiente no atendimento demanda das famlias.
Sob o ponto de vista tcnico-econmico, atualmente no Brasil o sistema degerao fotovoltaico enfrenta fortes resistncias devido a seu custo elevado em
comparao a um sistema de fornecimento convencional, conforme dados
atualizados apresentados no QUADRO 4, a seguir.
QUADRO 4 COMPARATIVO DE CUSTO SISTEMA CONVENCIONAL X
FOTOVOLTAICO
Tipo de Sistema Custo Atual / Consumidor (R$)
Convencional 6.200,00
Fotovoltaico 21.000,00
FONTE: COPEL DISTRIBUIO S.A., 2012-2015
Outro fator importante, que a autonomia inicialmente prevista em projeto
at 3 dias sem a incidncia de sol no foi cumprida, em consequncia do
desconhecimento inicial em relao a algumas caractersticas que poderiam ser
melhor detalhadas na especificao tcnica de equipamentos, alm da qualidade e
limitao tecnolgica de alguns destes itens disponveis no mercado brasileiro para
confeco do sistema de gerao. Desta forma, a mxima autonomia verificada foide 2 dias, o que contribuiu para a insatisfao de parte dos consumidores atendidos.
O atendimento realizado pela Copel Distribuio com a topologia de
minirrede foi uma iniciativa pioneira no Brasil, o que justifica o desconhecimento
inicial de algumas caractersticas tcnicas e sua funcionalidade. Como resultado do
acompanhamento realizado ps-implantao, foram revisadas normas e
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procedimentos para melhoria desse tipo de sistema, com destaque para os
seguintes pontos:
1. Reviso de critrios de projeto:
Ajuste no fator a ser considerado para o clculo das perdas nos
equipamentos, especialmente inversores, cujos dados reais eram
inicialmente desconhecidos mas constatou-se que podem resultar na
perda de at meio dia de autonomia do sistema.
2. Especificao das placas (paineis):
Aumento da eficincia exigida para as placas (W/m).
3. Especificao do "controlador de carga" da bateria:
O equipamento utilizado inicialmente responsvel pelogerenciamento da carga dos paineis para as baterias , era do tipo
"ponto fixo" (tecnologia PWM - Pulse Width Modulation), e teve sua
especificao alterada para utilizao dos equipamentos com a
tecnologia MPPT (Maximum Power Point Tracking), a qual resulta em
melhor carregamento das baterias devido ao controle mais eficiente
dos parmetros temperatura, luz incidente e efeitos de
sombreamento. Esta alterao resultou em melhoria de cerca de 30%
na eficincia do sistema (autonomia e qualidade do fornecimento comreduo de perdas).
4. Dimensionamento de condutores:
Com a alterao na especificao do controlador de carga, os
condutores que conectam este equipamento s baterias tiveram seu
dimensionamento alterado de 6 para 25 mm.
Adicionalmente, a Copel Distribuio concluiu em maro/2015 a instalao
de um Laboratrio no municpio de Paranagu (ver FIGURA 10, a seguir), o qual
simula as condies de um sistema real com fornecimento por meio de geraofotovoltaica, para aprofundar os estudos referentes esta tecnologia e projeto do
sistema.
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FIGURA 10 LABORATRIO PARA ESTUDO SISTEMA FOTOVOLTAICO
FONTE: COPEL DISTRIBUIO S.A., 2012-2015
Ainda no primeiro semestre de 2015, parte da Comunidade ser atendida
com a instalao de sistema fotovoltaico contemplando as novas especificaes.
5.3 PERSPECTIVAS E DESAFIOSConsiderando a anlise aqui realizada, entre as principais perspectivas e
desafios para a difuso desta forma de gerao distribuda pode-se relacionar:
a) Falta de tecnologia nacional para reduo dos custos de implantao;
b) conflitante poltica de tarifa x investimento, ou seja, o reflexo direto
dos investimentos realizados pelas concessionrias de energia
eltrica na tarifa ao consumidor final;
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c) poltica de subsdios desfavorvel a este sistema de gerao;
d) adequao da regulamentao do setor eltrico, estipulando garantia
de fornecimento acima do valor mnimo atual (13 kWh/ms); e
e) incentivo e divulgao deste mtodo para a sociedade, tornando-o
mais atrativo aos consumidores e, consequentemente, aos
fornecedores e desenvolvedores de tecnologia para este fim.
Por fim, verifica-se a dependncia direta de aes governamentais, como
forma de viabilizar a implantao em larga escala deste modal.
6 CONCLUSO
A iniciativa abordada neste estudo alcanou sua proposta de incluso social,
sobrepujando mtodos de gerao mais convencionais ao mercado de energiaeltrica.
Conforme demonstrado, embora tenha sido constatada a necessidade de
melhoria em critrios de projeto e especificao de equipamentos por se tratar de
tecnologia pouco conhecida e de iniciativa pioneira sob a vigncia da nova
legislao , a percepo de um saldo positivo e gratificante em relao ao
atendimento realizado, na medida em que se observam os benefcios oferecidos
comunidade tambm na forma de incluso digital, qualidade de vida (conforto,
comodidade e conservao de alimentos) e melhoria da renda familiar(transformao de produtos in-natura).
Como resultado, foi verificado que o custo por consumidor residencial no
atendimento cerca de R$ 21.000,00 , torna a tecnologia em anlise bastante
dispendiosa em nossa realidade, especialmente quando comparada aos sistemas
convencionais de fornecimento de energia eltrica. Esta significativa
desproporcionalidade, parte da razo pela qual depreende-se que a utilizao de
sistemas inteligentes de gerao distribuda, a partir de fontes renovveis, com a
aplicao de subsdios que os tornem economicamente viveis, se viabilizar com aadoo de polticas pblicas eficazes na busca de solues para a diversificao da
matriz energtica brasileira e para o crescimento sustentvel do pas, o que passa,
principalmente, pela conscientizao da diminuio irreversvel das reservas de
fontes de energia no renovveis.
Pode-se destacar os avanos aqui verificados com a regulamentao do uso
desta forma de gerao distribuda, porm h necessidade de aperfeioar o modelo
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com a reviso dos valores que norteiam as polticas de desenvolvimento energtico
brasileiro, onde somente a abertura de discusso junto sociedade poder superar
os desafios apresentados.
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APNDICE AOPES TECNOLGICAS A SEREM UTILIZADAS
Tecno logia Avaliada Analise de viabilidade
Mini Central Hidreltrica ( )No h presena de rios prximos em que possa seraplicada esta tecnologia.
Micro Central Hidreltrica ( )No h presena de rios prximos em que possa seraplicada esta tecnologia.
Sistema Hidrocintico ( ) No h presena de rios prximos em que possa seraplicada esta tecnologia.
UTE a Biocombustveis ou GsNatural
( )
No h permisso ambiental para plantas de gerao destanatureza como tambm o investimento no se viabilizariapara o pequeno nmero de unidades consumidoras a seratendida.
Usina Solar Fotovoltaica ( x )
Atendimento aprovado pelos rgos ambientais comrestrio de cobertura de rea por painis menor do que 36m, por central geradora.
H viabilidade tcnica de atendimento devendo sersubdividida em diversas centrais de gerao para reduzir area coberta.
Custos de implantao estimados em R$ 15.282,87 porunidade consumidora atendida.
A opo no atende plenamente os anseios da populao,especialmente para uso de chuveiros, devendo sercomplementada com outras tecnologias de aquecimento degua.
Gerao a diesel ( ) No h permisso ambiental para uso de geradores a dieselou a biocombustveis.
Aerogerador ( ) No h potencial elico na regio; os ventos de fracaintensidade e baixa regularidade so atribudosespecialmente a proximidade da formao da serra do mar.
Conexo ao Sistema Interligado deDistribuio por meio deTecno logias Especiais de redes.
( )
Tipo de cabo: Protegido ( ) Isolado ( X ) Subaqutico ( )
Para rede de distribuio area, tambm no se obtevepermisso ambiental para uso desta tecnologia.
Sistema hbrido
(Combinao de fontes: Solar,Elica, Biomassa, Hdrica, Diesel.)
( )A nica fonte com alguma viabilidade de utilizao foi afotovoltaica; portanto, esta anlise no se aplica.
Minirrede BT ( x )
Tipo de cabo: Nu ( ) Isolado ( X ) Subaqutico ( )
Aplicvel com o objetivo de aumentar a autonomia deabastecimento de energia eltrica.
Minirrede MT ( )Tipo de cabo: Nu ( ) Isolado ( ) Subaqutico ( X )
No aplicvel.