UFSC comemora dez anos de produção solar de energia elétrica

por Alexandre Montenegro
ISES do Brasil

Florianópolis - Domingo (16), completa dez anos de operação o gerador solar que foi pioneiro em nosso país em unir interligação à rede elétrica pública e integração à arquitetura de prédio urbano.

Neste gerador, a conversão de energia solar em eletricidade ocorre através dos módulos fotovoltaicos instalados na cobertura do Bloco A do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Com uma potência de pico de dois quilowatts, o projeto inovou também por utilizar a tecnologia de filmes finos de silício amorfo em um gerador solar fotovoltaico deste porte.

Ao longo desses dez anos, a UFSC já implantou vários outros geradores solares interligados à rede e integrados à edificação, sendo os mais notáveis o do seu Centro de Cultura e Eventos e o da Casa Eficiente da Eletrosul, ambos em Florianópolis.


A energia solar e a geração fotovoltaica

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, o gerador solar fotovoltaico apresenta a vantagen de poder ser integrado a edificações urbanas, constituindo então uma usina geradora junto ao ponto-de-consumo e que não requer nenhuma área adicional.

Os prédios que utilizam geradores solares fotovoltaicos integrados à fachada e/ou cobertura são chamados de Edifícios solares fotovoltaicos. A aplicação desse tipo de configuração tem crescido em todo o mundo.

Os módulos solares fotovoltaicos, além de serem responsáveis pela conversão de radiação solar em eletricidade, servem também como material de revestimento destas fachadas e coberturas.

Sistemas 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.


Potencial fotovoltaico do Brasil

O potencial de geração de energia elétrica através da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil é muitas vezes superior ao consumo total do país.

Para exemplificar este potencial, a comparação com a usina hidrelétrica de Itaipu – que contribui com aproximadamente 22% da energia elétrica consumida no país – é bastante ilustrativa.

O lago de Itaipu cobre uma superfície de 1.350 km2, para uma potência instalada de 12,6 GW e uma produção anual de energia elétrica em torno de 80 TWh . Cobrindo uma área equivalente com um sistema solar fotovoltaico de filmes finos com eficiência de conversão em torno de 7%, a potência instalada seria de 94,5 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 160 TWh . Em 2004 o Brasil consumiu 359,60 TWh de energia elétrica .

Ou seja, cobrindo-se o lago de Itaipu com módulos solares fotovoltaicos de filmes finos comercialmente disponíveis, seria possível gerar aproximadamente o dobro da energia gerada por Itaipu, ou equivalente a 44% da eletricidade consumida no Brasil.


As vantagens da geração descentralizada

No entanto, 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 evitar 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 os telhados das edificações em vez de áreas que podem ter outras finalidades.

Cobrir 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 termo-elétricas.

Gerador solar fotovoltaico de 2 kWp no Depto. Eng. Mecânica da UFSC.
Encontra-se em operação e monitoração contínua desde 16 de Setembro de 1997.

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Gerador Solar Fotovoltaico do Depto. Eng. Mecânica da UFSC
Informações técnico-científicas

Características

• Local: Departamento de Engenharia Mecânica da UFSC – Florianópolis, SC
• Potência instalada: 2078 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; quatro inversores 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.

Resultados dos estudos desenvolvidos

• Comprovaram a viabilidade técnica e os benefícios sociais, econômicos e ambientais da geração distribuída de energia solar.
• Demonstraram que, para o clima brasileiro, dentre as tecnologias fotovoltaicas atualmente disponíveis, a de filmes finos de silício amorfo é a que apresenta melhor performance (energia gerada durante o ano para cada watt-pico instalado).