UFSC comemora 12 anos de produção solar de energia elétrica

Gerador solar fotovoltaico da UFSC que comemora 12 anos de operação ininterrupta [Fotos: Bianca Quadros]

No último dia 16, um projeto da UFSC que inovou na área de geração solar de energia comemorou 12 anos de operação ininterrupta. Trata-se do primeiro gerador solar fotovoltaico do Brasil a ser integrado à arquitetura de prédio urbano e interligado à rede elétrica pública, que foi inaugurado em setembro de 1997. O gerador fotovoltaico converte diretamente energia solar em eletricidade, através dos módulos instalados na cobertura do Bloco A do Departamento de Engenharia Mecânica da UFSC, nas dependências do LABSOLAR, e tem uma potência nominal de dois quilowatts-pico (2 kWp).

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 na medida em que seus custos declinem com a produção em grande escala.

Depois da primeira instalação que agora completa 12 anos, a UFSC já implantou vários outros geradores utilizando esta tecnologia limpa. No próprio campus da UFSC, além do gerador mencionado, estão atualmente em operação os sistemas fotovoltaicos interligados à rede elétrica pública 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).

Edifícios Fotovoltaicos

Geradores solares fotovoltaicos integrados ao entorno construído e interligados à rede elétrica pública - também conhecidos como Edifícios Fotovoltaicos - vêm crescendo em importância e aplicação em todo o mundo.

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.

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. 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.

Potencial geração solar x geração hidrelétrica

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 2008 foi de 94,7 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 somente para ilustrar o potencial e naturalmente a proposta não é 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 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 termelétricas.

Mais informações

O gerador solar fotovoltaico de 2 kWp instalado no Depto. Eng. Mecânica da UFSC inovou por ser o primeiro no Brasil a utilizar, numa instalação deste porte, a tecnologia de filmes finos de silício amorfo. Também foi pioneiro em nosso país na interligação à rede elétrica pública e integração à arquitetura de prédio urbano. Encontra-se em operação e monitoração contínua desde setembro de 1997.

Características:
▫ Local: Departamento de Engenharia Mecânica da UFSC – Florianópolis, SC
▫ Potência instalada: 2015 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 performance (energia gerada durante o ano para cada watt-pico instalado) dentre as tecnologias atualmente disponíveis.

É importante salientar que os quatro inversores instalados inicialmente neste gerador solar tiveram uma vida útil de 10 anos, enquanto a previsão era de cinco a seis anos.

Os inversores antigos foram trocados por um único inversor mais moderno em 2008, que permite que os dados de geração estejam disponíveis publicamente na internet para consulta, no site:
www.sunnyportal.com/Templates/PublicPagesPlantList.aspx