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Edição das 22h54min de 25 de abril de 2015
Conceito
- O que é?
** Basicamente Energia Solar é a energia proveniente do aproveitamento da radiação do sol, sendo ela térmica e luminosa. É captada através de painéis solares térmicos, geralmente de uso residencial( para o aquecimento de água), e painéis fotovoltaicos utilizados na geração de energia elétrica e mecânica.
- Porque é interessante?
** É interessante por ser uma fonte de energia bastante promissora, visto que, o cenário energético mundial e nacional vem de encontro a novas fontes de energia. Além de ser considerada fonte limpa(não poluidora), renovável ,inesgotável e segura.
- Quais as características marcantes?
- Como está o Brasil neste segmento?
** Apesar do imenso e invejável potencial para a utilização de energia solar (térmica e fotovoltaica) no Brasil, por sua localização geográfica (região tropical sujeita a radiação solar durante quase que o ano todo). Este ainda é visto bem atrasado em relação a outros países, ocupando apenas a 10º colocação no ranking mundial, ficando atrás da China, Israel, Alemanha, Índia, Áustria, Austrália, Estados Unidos, Japão e Turquia. Até hoje apenas 1% da energia consumida no Brasil é proveniente de energia solar fotovoltaica, isso ocorre devido aos objetivos políticos traçados na década de 70, que ocasionaram um grande investimento na produção de energia elétrica por meio de usinas hidrelétricas, tornando esta, responsável por quase todo o abastecimento de energia do país.
Fatores como carência de matéria prima utilizada na fabricação dos painéis fotovoltaicos, sendo a maioria do material importado, ausência de grandes empresas especializadas que prestam serviço de instalação e implementação de centrais geradora de energia fotovoltaica, inviabilizam a utilização dessa matriz energética, tornando-a não tão interessante.
Recentemente se iniciou as operações da Usina Fotovoltaica Cidade Azul localizada no estado de Santa Catarina, na cidade de Tubarão mais ao sul do estado. Atualmente essa usina é a maior central geradora de energia fotovoltaica do Brasil, dispondo de 19.424 painéis fotovoltaicos com capacidade instalada de 3MWp (pico de incidência do sol), ocupando uma área de aproximadamente 10 hectares. O objetivo principal dessa obra é a pesquisa na área de produção de energia solar de caráter comercial, análise da quantidade e qualidade da energia gerada, além do aprimoramento e capacitação técnica.
Segundo a ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), e empresas parceiras no projeto, a implantação de usinas como essa da cidade de Tubarão deverão ser largamente instaladas nos próximos anos, não só para pesquisas, mas também no auxílio da demanda energética requerida pela população. O pontapé inicial já foi dado, cabe agora ao governo e empresas parceiras trabalhar nesse segmento para que esse privilegiado potencial energético brasileiro seja utilizado de maneira mais eficiente possível.
Funcionamento
- Como funciona?
** A geração de energia solar a tempos atrás era tratada com certo “preconceito” por ser uma fonte energética nova e com alguns impasses não muito favoráveis. Até então, levantavam-se algumas questões como:” E durante a noite como será feita a geração?” e “Durante dias nublados e chuvosos?”, sem contar o elevado custo da produção. No entanto, a visão sobre essa promissora matriz energética, vem amadurecendo devido as novas descobertas, modos de produção mais eficientes e pelo decadente cenário energético mundial e nacional.
A princípio, a geração de energia solar era basicamente utilizada em lugares nos quais a rede pública não era estendida. Se tratava de sistemas remotos ou autônomos (off-grid) que necessitavam quase que sempre de uma “ajudinha” em períodos que a geração era insuficiente ou a noite, ”ajudinha” esta que era feita geralmente por baterias ou microgeradores .
Recentemente a geração de energia solar está sendo interligada a rede elétrica convencional (sistemas grid-tie), ou seja, foi dispensado o sistema acumulador (baterias), consequentemente, o custo e a manutenção desses sistemas foram extintos. Esse tipo de geração interligada se configura de dois tipos distintos: de forma integrada a um edifício ou de forma centralizada, como a de uma usina geradora convencional. Este segundo tipo de configuração ainda requer um complexo arranjo de T&D (transmissão e Distribuição).
A forma de geração integrada à edificação (prédios, casas etc.), vem tendo destaque por reduzir os custos (seja na transmissão, geração, distribuição), reduzir as perdas na T&D, além de otimizar área e tempo de instalação .
O funcionamento da geração de energia solar independe do modo que será integrado. A energia solar fotovoltaica é gerada a partir do efeito “fotovoltaico”, no qual o fóton de luz é capitado por painéis solares ou módulos solares. Estes podem apresentar- se na forma de (placas, aspecto côncavo, cilíndrico entre outros), geralmente feitos à base de silício. As placas possuem células fotossensíveis constituídas de semicondutores, de característica cristalina. Após a capitação do fóton , a energia provinda dos fótons de luz são transmitidas para os elétrons presentes nas células fotovoltaicas ,dando a eles a capacidade de se movimentar, originando o fluxo ordenado de elétrons (corrente elétrica).Posteriormente, a energia solar transformada diretamente em elétrica é submetida a um inversor, onde será tratada e convertida de corrente CC(corrente contínua) em corrente CA(corrente alternada) para que seja de uso residencial ,comercial e industrial. A partir daí a energia vai para o “quadro de luz” (quadro de distribuição) e é distribuída pra casa ou para empresa, ficando disponível para o uso, seja em eletrodomésticos, chuveiro, computadores entre outros eletroeletrônicos.
O interessante na implementação de um sistema solar fotovoltaico de modelo grid-tie, é que além de reduzir o gasto de energia provinda da rede pública, a energia excedente, não consumida, retorna ao relógio medidor(bidirecional) , e posteriormente à rede pública ,fazendo com que o consumidor acumule “créditos” com a concessionária, diminuindo ainda mais o valor da conta a ser paga.
Ilustração:
1-Painel fotovoltaico: Onde ocorre a transformação de energia solar em energia elétrica, através do efeito “fotovoltaico”.
2-Inversor: Aparelho responsável por converter energia gerada CC(corrente contínua), em CA (corrente alternada).
3-Quadro de distribuição: Responsável pela distribuição da energia pela casa.
4-Utensílios: Eletroeletrônicos (televisores, máquina de lavar, geladeira, computadores etc.) que poderão ser utilizados a partir da energia elétrica gerada.
5-Relógio medidor: Geralmente os relógios medidores convencionais, só medem a saída de energia da rede pública, porem para a implementação do sistema fotovoltaico apresentado é necessário dispor de um relógio medidor “bidirecional” que mede entrada e saída de energia.
Exemplo
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Tecnologia
- Qual tecnologia é usada?
- Como funciona?
Aplicações
- Em qual situação/país/condição é indicado?
A energia solar fotovoltaica na análise sustentável é indicado a todos os segmentos, entretanto, no que se diz respeito a aspectos econômicos a implementação é aconselhável em países ou regiões onde a incidência de raios solares é grande na maior parte do ano, ou seja, geograficamente falando, em países que estão localizados entre os trópicos ou “ligeiramente” afastados destes. Exemplo: Brasil, Venezuela, Paraguai, Chile, grande parte do continente Africano, entre outros.
Ilustração:
Visão
- Imagem representando o tema
Software
- Onde o software se enquadra nesta tecnologia?
Assim como em qualquer área inovadora, na geração de energia solar a utilização de softwares é intensa. Geralmente são usados em simulações, previsões de como deverá ser e se convém implementar uma central geradora ou qualquer tipo de obra relacionada a geração fotovoltaica. A exemplo, destaca-se o PVSOL, PVsyst e SMA Sunny Design.
PVSOL: É um software que contribui na análise da área onde se deseja construir uma obra de caráter fotovoltaico. Esse utilitário possui a peculiaridade de permitir ao usuário considerar o sombreamento provocado por edifícios, arvores, ou qualquer obstáculo que impeça a absorção direta dos raios solares durante todo o dia. Produzindo assim um resultado muito mais detalhado do real rendimento da geração e um melhor dimensionamento da futura obra. Além disso, o PVSOL dispõe de uma navegação fácil e em 3D dividindo a visão do usuário em visão objeto, visão terreno, configuração de módulo, montagem de painéis e plano de cabo.
PVsyst: É um software que permite simular o comportamento elétrico de cada componente de um sistema fotovoltaico conectado a uma rede ao longo de um período pré-destinado pelo usuário, esse período varia de um dia a um ano, auxiliando na segurança e escolha do material a ser usado na construção da obra. Os resultados são apresentados em forma de gráficos individualizados e comparativos.
SMA Sunny Design: É um software que abrange desde análise meteorológica a análise específica da geração fotovoltaica. Possui um banco de módulos solares mais atuais, analisa o sistema operacional, o rendimento e o custo do arranjo gerador.
Ilustração:
Referências
http://www.abinee.org.br/informac/arquivos/profotov.pdf
http://www.portalsolar.com.br/sistema-fotovoltaico--como-funciona.html
http://fotovoltaica.ufsc.br/sistemas/livros/livro-edificios-solares-fotovoltaicos.pdf