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Energia elétrica suficiente para uma família de quatro pessoas é gerada, desde setembro de 1997, pela primeira instalação solar fotovoltaica integrada a uma edificação urbana e interligada à rede elétrica do Brasil, a mais antiga do país em atividade. A cobertura do bloco A do Departamento de Engenharia Mecânica foi o local selecionado pelo Grupo de Pesquisa Estratégica em Energia Solar da Universidade Federal de Santa Catarina (Fotovoltaica-UFSC) para o desenvolvimento do projeto pioneiro.

Em operação contínua há 18 anos, o gerador com potência nominal de 2 kW pode injetar na rede elétrica pública o excedente de energia e usá-la como backup quando necessário, quando há chuva persistente ou pouca luminosidade. “O sistema permite que estes créditos sejam utilizados depois. Geradores autônomos precisam de baterias para armazenar energia. Com geradores interligados, a rede elétrica é a bateria”, explica o professor Ricardo Rüther, que trouxe o equipamento ao voltar de pós-doutorado em Sistemas Solares Fotovoltaicos realizado no Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, na Alemanha.

Junto com o gerador, foi instalado um sistema de aquisição de dados para monitorar o desempenho nas condições climáticas brasileiras. Os equipamentos foram doados pela Fundação Alexander von Humboldt, que financiou o pós-doutorado de Rüther.

Sistema em operação contínua desde 1997. Foto: Jair Quint/Fotógrafo da Agecom/DGC/UFSC

O gerador é composto por 68 módulos (54 opacos e 14 semitransparentes) de filmes finos de silício amorfo de junção dupla; e de um inversor de corrente contínua (geração solar) para corrente alternada (rede elétria pública). Quando o sistema foi criado, não havia regulamentação específica e foi necessária a autorização da Celesc para a conexão com a rede elétrica pública como projeto de pesquisa. A Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) editou uma resolução normativa sobre o tema apenas em 2012.

Com a acentuada redução de custos desde 1997, cresce a importância dos geradores solares fotovoltaicos que podem ser integrados a edificações sem ocupar espaço adicional nos centros urbanos, ainda mais que os custos já estão compatíveis com a tarifa de energia cobrada de consumidores residenciais para várias regiões do país. “Mudou bastante desde então: um gerador como o da UFSC passou a ser economicamente viável e, numa cidade como Florianópolis, ele ‘se paga’ em sete ou oito anos; em Belo Horizonte (que recebe mais luz solar), em cinco anos”, avalia Rüther.

A capacidade de produção de energia diminui 30% em dias sem luz solar direta e “geradores com bateria precisam ser superdimensionados para os períodos de baixa”. Na Fortaleza de Santo Antônio de Ratones, administrada pela UFSC, um gerador solar com bateria foi usado para substituir o equipamento movido a diesel, já que não há ligação com a rede elétrica pública. “Com a quantidade de dias nublados, eles precisaram economizar energia. Se pudessem estar ligados à rede, não seria necessário”.

Os prédios que utilizam esse tipo de gerador são chamados de edifícios solares fotovoltaicos. Eles integram à sua fachada ou cobertura painéis solares que geram, de forma descentralizada e junto ao ponto de consumo, energia elétrica pela conversão direta da luz do Sol. “Eles servem ao mesmo tempo como material de revestimento destas fachadas e coberturas, como podem ser usados como vidro, quando semitransparentes”.

Depois da primeira instalação, o Fotovoltaica-UFSC já implantou outros geradores utilizando a mesma tecnologia por todo o Brasil e “gerou uma montanha de publicações científicas, incluindo teses e dissertações”, conta Rüther, que publicou o livro Edifícios solares fotovoltaicos (2004), sobre o potencial da geração solar fotovoltaica interligada à rede elétrica pública no Brasil, disponível para download. No campus da UFSC em Florianópolis, além do gerador do departamento de Engenharia Mecânica, estão atualmente em operação os geradores solares instalados no Centro de Cultura e Eventos (10 kW), Hospital Universitário (2 kW), Colégio de Aplicação (2 kW) e Centro de Convivência (1 kW).

Características do gerador pioneiro

Início da operação: 16 de setembro de 1997

Local: Departamento de Engenharia Mecânica da UFSC

Potência instalada: 2.015 Wp (watts-pico)

Área total: 40,8 m²

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.

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