UFSC comemora 16 anos de geração solar de energia elétrica

16/09/2013 14:46

2KWp – Primeiro sistema do Brasil integrado à arquitetura e interligado à rede elétrica pública

Nesta segunda-feira, 16 de setembro, um projeto da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) que inovou na área de geração solar de energia comemora 16 anos de operação ininterrupta.

O projeto é uma iniciativa do Grupo de Pesquisa Estratégica em Energia Solar da UFSC (Grupo Fotovoltaica), coordenado pelo professor Ricardo Rüther, cadastrado no Diretório de Grupos de Pesquisa do CNPq, e trata-se do primeiro gerador solar fotovoltaico do Brasil a ser integrado à arquitetura de prédio urbano e interligado à rede elétrica pública. O gerador, que tem potência nominal de 2 kWp, está operando desde setembro de 1997, convertendo diretamente energia solar em eletricidade através dos módulos instalados na cobertura do Bloco A, do Departamento de Engenharia Mecânica da UFSC.

O aproveitamento da energia solar para a geração de energia elétrica apresenta um grande potencial no desenvolvimento social, econômico e ambiental do Brasil.

Por ser bem distribuída em todo o país, a energia solar é uma fonte para produção de eletricidade que pode atender tanto aos habitantes dos grandes centros urbanos – assistidos pela rede elétrica pública – como às comunidades ou habitações isoladas para as quais a extensão da rede elétrica convencional apresenta custos proibitivos.

Além de utilizar uma fonte de energia renovável, não poluente e silenciosa, ela pode ser integrada a edificações urbanas, se constituindo então em uma usina geradora que não ocupa nenhum espaço adicional nos centros urbanos.

A aplicação da energia solar em edifícios fotovoltaicos apresenta grandes vantagens por situar a geração de energia de forma integrada no meio urbano – quando em regiões assistidas pela rede elétrica pública –  e deverá ter uma participação relevante na matriz energética nacional uma vez que seus custos já estão compatíveis com a tarifa de energia cobrada de consumidores residenciais, para várias regiões do país.

Relatórios recentemente publicados pela EPE e pela ABINEE demonstram que já é mais barato gerar eletricidade em telhados fotovoltaicos no meio urbano (geração distribuída) do que pagar a tarifa residencial cobrada atualmente pelas concessionárias.

Com as regras aprovadas em Abril pela ANEEL, que reduzem barreiras para a geração de energia de pequeno porte nos centros urbanos, ficou facilitada a instalação dos telhados solares fotovoltaicos.

Depois da primeira instalação fotovoltaica, que agora completa 16 anos, o Grupo FOTOVOLTAICA-UFSC já implantou vários outros geradores utilizando a mesma tecnologia, que se utilizada da fonte renovável mais abundante para o nosso planeta (o Sol) para produzir energia elétrica. No próprio campus da UFSC, além do gerador que completa 16 anos, estão atualmente em operação os geradores solares instalados nos seguintes locais: Centro de Cultura e Eventos (10 kWp), Hospital Universitário (2 kWp), Colégio de Aplicação (2 kWp) e Centro de Convivência (1 kWp).

Em 2004, o coordenador deste projeto, professor Ricardo Rüther, publicou o livro Edifícios Solares Fotovoltaicos, cuja versão digital se encontra em www.fotovoltaica.ufsc.br/downloads.

Outras informações:

Geradores solares fotovoltaicos integrados ao entorno construído e interligados à rede elétrica pública vêm crescendo em importância e aplicação em todo o mundo e já são comuns em diversos países. No Brasil, somente a partir de 2012 com a Resolução Normativa da ANEEL e com a acentuada redução de custos experimentada pela tecnologia, ficou possível e viável a utilização de telhados solares fotovoltaicos.

Os prédios que utilizam esses geradores são chamados de Edifícios Solares Fotovoltaicos, pois integram à sua fachada e/ou cobertura painéis solares que geram, de forma descentralizada e junto ao ponto de consumo, energia elétrica pela conversão direta da luz do sol e servem ao mesmo tempo como material de revestimento destas fachadas e coberturas.

Geradores deste tipo injetam na rede elétrica pública qualquer excedente de energia gerado e, por outro lado, utilizam a rede elétrica como backup quando a quantidade de energia gerada não é suficiente para atender à instalação consumidora.

Aliado a isso, o potencial da energia solar fotovoltaica no Brasil é muitas vezes superior ao consumo total de energia elétrica do país.

No Brasil, desde o início de sua comercialização, a energia elétrica tem sido fornecida por meio de geração centralizada e complexos sistemas de transmissão e distribuição.

Para exemplificar o potencial da tecnologia fotovoltaica, a comparação com a usina hidrelétrica de Itaipu é bastante ilustrativa. O lago de Itaipu cobre uma superfície de 1.350 km2, para uma potência instalada de 14 GW e uma produção de energia elétrica que em 2011 foi de 92,2 TWh (corresponde a 22% do consumo de energia elétrica do país).

Cobrindo uma área equivalente com um sistema solar fotovoltaico com eficiência de conversão em torno de 10%, a potência instalada seria de 135 GWp (gigawatts pico) e, em função da disponibilidade de energia solar na região do lago de Itaipu, a quantidade anual de energia elétrica fotogerada seria em torno de 189 TWh (44% do consumo de energia elétrica do país, o dobro da energia gerada por Itaipu).

A comparação serve bem para ilustrar o potencial mas faz muito mais sentido cobrir as fachadas e os telhados das edificações onde moramos, trabalhamos, nos divertimos, do que cobrir o lago da Itaipu com geradores solares. A inovação que vem sendo difundida com os trabalhos da UFSC nessa área é exatamente a geração descentralizada e junto ao ponto de consumo, através da integração dos módulos fotovoltaicos ao entorno construído de ambientes urbanos (telhados e fachadas das edificações), para reduzir investimentos e perdas por transmissão e distribuição, bem como a ocupação desnecessária de área física (1.350 km2, no caso do lago de Itaipu), utilizando-se as fachadas e os telhados das edificações em vez de áreas que podem ter outras finalidades.

Cobrir fachadas e telhados com módulos solares fotovoltaicos, em vez de que cobrir o lago de Itaipu com os mesmos módulos, apresenta grandes vantagens:

  • Sociais: por melhorar a qualidade da energia nas pontas de rede e por permitir a substituição de diesel em comunidades não atendidas pela rede elétrica pública;
  • Econômicas: por reduzir investimentos e perdas de transmissão e distribuição, já que retarda a necessidade de expansão da rede elétrica pública, e
  • Ambientais: já que a maior inclusão da geração fotovoltaica na matriz energética nacional implica em menor utilização de formas de geração agressivas ao meio-ambiente, como grandes barragens e termelétricas.

Características:

▫  Local: Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina/UFSC – Florianópolis, SC

▫  Potência instalada: 2.015 Wp (watts-pico)

▫  Área total: 40,8 m²

▫  Início Operação: 16 de Setembro de 1997

▫  Componentes do gerador solar fotovoltaico: 68 módulos (54 opacos e 14 semitransparentes) de filmes finos de silício amorfo de junção dupla; um inversor de corrente contínua (geração solar) para corrente alternada (rede elétrica pública).

▫  Componentes do sistema de aquisição de dados: dois sensores de irradiação solar (plano horizontal e na inclinação dos módulos); dois sensores de temperatura (ambiente e dos módulos); computador dedicado; sistema de aquisição e tratamento de dados; relógio medidor da energia elétrica gerada.

Inovação e benefício social:

▫  Demonstrou, através de estudos desenvolvidos ao longo desses dez anos, a viabilidade técnica e os benefícios sociais, econômicos e ambientais da geração distribuída de energia solar.

▫  Os resultados obtidos nos estudos e publicados em veículos de divulgação científica nacionais e internacionais comprovam que para o nosso país a tecnologia de filmes finos de silício amorfo é a que apresenta melhor desempenho (energia gerada durante o ano para cada watt-pico instalado) dentre as tecnologias atualmente disponíveis.

O desempenho deste gerador pode ser acompanhado em tempo real pela internet no endereço: www.sunnyportal.com/Templates/PublicPagesPlantList.aspx.

Fotos: https://www.dropbox.com/sh/4yl08w84n3kvuuq/y1p6vsU-66.

Outras informações com o professor Ricardo Rüther pelo e-mail , Alexandre Montenegro pelo e-mail ou pelo telefone (48) 3721-4598.

Fonte: Grupo de Pesquisa Estratégica em Energia Solar/UFSC

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