ENERGIA SOLAR: ESTUDO DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ...€¦ · Energia solar [manuscrito]: estudo da geração de energia elétrica através dos sistemas fotovoltaicos on-grid

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Universidade Federal de Ouro PretoInstituto de Ciecircncias Exatas e AplicadasDepartamento de Engenharia Eleacutetrica

Trabalho de Conclusatildeo de Curso

ENERGIA SOLAR ESTUDO DA GERACcedilAtildeODE ENERGIA ELEacuteTRICA ATRAVEacuteS DOS

SISTEMAS FOTOVOLTAICOSON-GRID E OFF-GRID

Marliana de Oliveira Lage Alves

Joatildeo Monlevade MG2019

Marliana de Oliveira Lage Alves

ENERGIA SOLAR ESTUDO DA GERACcedilAtildeODE ENERGIA ELEacuteTRICA ATRAVEacuteS DOS

SISTEMAS FOTOVOLTAICOSON-GRID E OFF-GRID

Trabalho de Conclusatildeo de curso apresentado agrave Univer-sidade Federal de Ouro Preto como parte dos requisitospara obtenccedilatildeo do Tiacutetulo de Bacharel em EngenhariaEleacutetrica pelo Instituto de Ciecircncias Exatas e Aplicadasda Universidade Federal de Ouro PretoOrientador Prof Dr Savio Figueira CorrecircaCoorientador Prof Dr Welbert Rodrigues Alves

Universidade Federal de Ouro PretoJoatildeo Monlevade

2019

Catalogaccedilatildeo fichasisbinufopedubr

A474e Alves Marliana de Oliveira Lage Energia solar [manuscrito] estudo da geraccedilatildeo de energia eleacutetrica atraveacutes dossistemas fotovoltaicos on-grid e off-grid Marliana de Oliveira Lage Alves -2019

75f il color grafs tabs mapas

Orientador Prof Dr Savio Figueira Correcirca Coorientador Prof Dr Welbert Alves Rodrigues

Monografia (Graduaccedilatildeo) Universidade Federal de Ouro Preto Instituto deCiecircncias Exatas e Aplicadas Departamento de Engenharia Eleacutetrica

1 Energia solar 2 Sistemas de energia fotovoltaica 3 Geraccedilatildeo distribuiacuteda deenergia eleacutetrica 4 Sustentabilidade e meio ambiente I Correcirca SavioFigueira II Rodrigues Welbert Alves III Universidade Federal de OuroPreto IV Titulo

CDU 62131

Primeiramente dedico este trabalho a DEUS luz e fortaleza diaacuteria em minha vida Aminha matildee Vilma pelo incentivo pelas saacutebias palavras de apoio e de modo complementarpor auxiliar-me de todas as maneiras Ao meu pai Honoacuterio pelo carinho por dar-meforccedila e motivaccedilatildeo constantes A minha irmatilde Patriacutecia grande amiga e companheirapor ser e estar presente em minha vida Dedico tambeacutem ao meu noivo Jonathan pelocompanheirismo amor e dedicaccedilatildeo oferecidos afetuosamente a mim

A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltaraacute ao seu tamanho original(Albert Einstein)

Sumaacuterio

1 CAPIacuteTULO I 1411 INTRODUCcedilAtildeO 1412 Objetivos 1513 Justificativa 16

2 CAPIacuteTULO II 1821 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 1822 Energia solar 2023 Sistemas fotovoltaicos 24

3 CAPIacuteTULO III 2731 METODOLOGIA 27

4 CAPIacuteTULO IV 2941 ANAacuteLISES 29411 Anaacutelise teacutecnica 294111 Sistema ON-Grid 344112 Sistema OFF-Grid 394113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid 43412 Anaacutelise socioambiental 464121 Demanda de mercado 464122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica 534123 Impacto socioambiental 594124 Sustentabilidade 654125 Principais incentivos no Brasil 67

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES 71

REFEREcircNCIAS 72

Lista de ilustraccedilotildees

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira 19Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra 23Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica 25Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico 28Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovol-

taica por Estado 30Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018 33Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede 36Figura 8 ndash Sistema ON-Grid 38Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 38Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid 40Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada 40Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid 43Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 43Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh 50Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendi-

mento energeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpanono perfil de cores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 parageradores fotovoltaicos fixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nascidades 54

Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nosleilotildees de energia 56

Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda 58Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no

final de vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perdaantecipada e cenaacuterio de perda regular 62

Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040 64

Lista de tabelas

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

Lista de abreviaturas e siglas

ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

CA Corrente Alternada

CC Corrente Contiacutenua

CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

CO2 Dioacutexido de carbono

CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

FV Fotovoltaico

GEE Gases de Efeito Estufa

GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

GWp Gigawatt-pico

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

kW Quilowatt

kWh Quilowatt-hora

kWp Quilowatt-pico

MME Ministeacuterio de Minas e Energia

Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

MW Megawatt

MWp Megawatt-pico

nm Nano-metro

OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

PIB Produto Interno Bruto

PNE Plano Nacional de Energia

PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

THz Tera-Hertz

TWh Terawatt-hora

UCs Unidades Consumidoras

UFV Central Geradora Fotovoltaica

ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

1 CAPIacuteTULO I

11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

12 Objetivos

Objetivo Geral

O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

Objetivos Especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

2 CAPIacuteTULO II

21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

Fonte BEN 2019

Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

1 Combustiacuteveis foacutesseis

2 Radiaccedilatildeo solar

3 Ventos

4 Recursos hiacutedricos

5 Biomassa

6 Elementos radioativos

7 Geotermas

8 Oceanos

Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

Fonte GEPEA

A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

3 CAPIacuteTULO III

31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

Fonte Elaborado pelo autor

4 CAPIacuteTULO IV

41 ANAacuteLISES

411 Anaacutelise teacutecnica

Geraccedilatildeo Centralizada

Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

Fonte CCEEABSOLAR 2019

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

Fonte EPE 2019

Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

Fonte EPE 2019

A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

4111 Sistema ON-Grid

Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

Fonte PORTAL SOLAR

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

2 INVERSOR

O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

4112 Sistema OFF-Grid

Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

Conforme Decreto (2010)

bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte FPME

Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

Fonte CRESESB 2006

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Como nos sistemas ON-Grid

2 CONTROLADORES DE CARGA

Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

3 BATERIAS

Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

4 INVERSOR

Como nos sistemas ON-Grid

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

bull Carga CC sem armazenamento

Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

bull Carga CC com armazenamento

Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

bull Carga CA sem armazenamento

Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

bull Carga CA com armazenamento

Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

Fonte Blue Sol

Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

Fonte Blue Sol

4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

bull aumento da taxa de autoconsumo

bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

412 Anaacutelise socioambiental

4121 Demanda de mercado

As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

[(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

Fonte IBGE 2019

Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

Fonte BEN 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

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Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

Fonte CRESESB - CEPEL

Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

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Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

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Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

Fonte EPE - PNE 2050

Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

Fonte EPE 2018

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4123 Impacto socioambiental

Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

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de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

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isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

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Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

Fonte IRENA 2016

Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

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bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

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Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

Fonte EPE 2019

No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

4124 Sustentabilidade

O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

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bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

bull programas de educaccedilatildeo

Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

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Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

4125 Principais incentivos no Brasil

O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

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instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

bull empresas sediadas no paiacutes

bull administraccedilatildeo puacuteblica

bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

bull produtores rurais

bull transportadores autocircnomos de carga

bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

bull condomiacutenios

Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

72

Referecircncias

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Resoluccedilatildeo Normativa no 687 de 24 de novemrbro de 2015 [Sl] 2015 Disponiacutevelem lthttpwww2aneelgovbrcedocren2015687pdfgt

Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

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BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

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Referecircncias 73

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Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

Referecircncias 74

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Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

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Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

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  • Folha de rosto
  • Dedicatoacuteria
  • Epiacutegrafe
  • Sumaacuterio
  • Lista de ilustraccedilotildees
  • Lista de tabelas
  • Lista de abreviaturas e siglas
  • Resumo
  • Abstract
  • CAPIacuteTULO I
    • INTRODUCcedilAtildeO
    • Objetivos
    • Justificativa
      • CAPIacuteTULO II
        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
        • Energia solar
        • Sistemas fotovoltaicos
          • CAPIacuteTULO III
            • METODOLOGIA
              • CAPIacuteTULO IV
                • ANAacuteLISES
                  • Anaacutelise teacutecnica
                    • Sistema ON-Grid
                    • Sistema OFF-Grid
                    • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                      • Anaacutelise socioambiental
                        • Demanda de mercado
                        • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                        • Impacto socioambiental
                        • Sustentabilidade
                        • Principais incentivos no Brasil
                          • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                          • Referecircncias

    Marliana de Oliveira Lage Alves

    ENERGIA SOLAR ESTUDO DA GERACcedilAtildeODE ENERGIA ELEacuteTRICA ATRAVEacuteS DOS

    SISTEMAS FOTOVOLTAICOSON-GRID E OFF-GRID

    Trabalho de Conclusatildeo de curso apresentado agrave Univer-sidade Federal de Ouro Preto como parte dos requisitospara obtenccedilatildeo do Tiacutetulo de Bacharel em EngenhariaEleacutetrica pelo Instituto de Ciecircncias Exatas e Aplicadasda Universidade Federal de Ouro PretoOrientador Prof Dr Savio Figueira CorrecircaCoorientador Prof Dr Welbert Rodrigues Alves

    Universidade Federal de Ouro PretoJoatildeo Monlevade

    2019

    Catalogaccedilatildeo fichasisbinufopedubr

    A474e Alves Marliana de Oliveira Lage Energia solar [manuscrito] estudo da geraccedilatildeo de energia eleacutetrica atraveacutes dossistemas fotovoltaicos on-grid e off-grid Marliana de Oliveira Lage Alves -2019

    75f il color grafs tabs mapas

    Orientador Prof Dr Savio Figueira Correcirca Coorientador Prof Dr Welbert Alves Rodrigues

    Monografia (Graduaccedilatildeo) Universidade Federal de Ouro Preto Instituto deCiecircncias Exatas e Aplicadas Departamento de Engenharia Eleacutetrica

    1 Energia solar 2 Sistemas de energia fotovoltaica 3 Geraccedilatildeo distribuiacuteda deenergia eleacutetrica 4 Sustentabilidade e meio ambiente I Correcirca SavioFigueira II Rodrigues Welbert Alves III Universidade Federal de OuroPreto IV Titulo

    CDU 62131

    Primeiramente dedico este trabalho a DEUS luz e fortaleza diaacuteria em minha vida Aminha matildee Vilma pelo incentivo pelas saacutebias palavras de apoio e de modo complementarpor auxiliar-me de todas as maneiras Ao meu pai Honoacuterio pelo carinho por dar-meforccedila e motivaccedilatildeo constantes A minha irmatilde Patriacutecia grande amiga e companheirapor ser e estar presente em minha vida Dedico tambeacutem ao meu noivo Jonathan pelocompanheirismo amor e dedicaccedilatildeo oferecidos afetuosamente a mim

    A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltaraacute ao seu tamanho original(Albert Einstein)

    Sumaacuterio

    1 CAPIacuteTULO I 1411 INTRODUCcedilAtildeO 1412 Objetivos 1513 Justificativa 16

    2 CAPIacuteTULO II 1821 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 1822 Energia solar 2023 Sistemas fotovoltaicos 24

    3 CAPIacuteTULO III 2731 METODOLOGIA 27

    4 CAPIacuteTULO IV 2941 ANAacuteLISES 29411 Anaacutelise teacutecnica 294111 Sistema ON-Grid 344112 Sistema OFF-Grid 394113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid 43412 Anaacutelise socioambiental 464121 Demanda de mercado 464122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica 534123 Impacto socioambiental 594124 Sustentabilidade 654125 Principais incentivos no Brasil 67

    5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES 71

    REFEREcircNCIAS 72

    Lista de ilustraccedilotildees

    Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira 19Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra 23Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica 25Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico 28Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovol-

    taica por Estado 30Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018 33Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede 36Figura 8 ndash Sistema ON-Grid 38Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 38Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid 40Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada 40Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid 43Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 43Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh 50Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendi-

    mento energeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpanono perfil de cores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 parageradores fotovoltaicos fixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nascidades 54

    Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nosleilotildees de energia 56

    Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda 58Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no

    final de vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perdaantecipada e cenaacuterio de perda regular 62

    Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040 64

    Lista de tabelas

    Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

    Lista de abreviaturas e siglas

    ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

    ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

    BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

    BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

    CA Corrente Alternada

    CC Corrente Contiacutenua

    CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

    CO2 Dioacutexido de carbono

    CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

    EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

    FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

    FV Fotovoltaico

    GEE Gases de Efeito Estufa

    GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

    GWp Gigawatt-pico

    IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

    INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

    kW Quilowatt

    kWh Quilowatt-hora

    kWp Quilowatt-pico

    MME Ministeacuterio de Minas e Energia

    Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

    MW Megawatt

    MWp Megawatt-pico

    nm Nano-metro

    OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

    ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

    ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

    PIB Produto Interno Bruto

    PNE Plano Nacional de Energia

    PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

    THz Tera-Hertz

    TWh Terawatt-hora

    UCs Unidades Consumidoras

    UFV Central Geradora Fotovoltaica

    ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

    Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

    AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

    Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

    1 CAPIacuteTULO I

    11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

    pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

    A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

    Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

    As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

    O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

    Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

    Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

    Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

    Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

    Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

    Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

    Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

    Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

    12 Objetivos

    Objetivo Geral

    O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

    Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

    Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

    Objetivos Especiacuteficos

    Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

    bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

    bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

    bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

    13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

    atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

    O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

    Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

    Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

    Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

    Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

    fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

    O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

    A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

    Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

    2 CAPIacuteTULO II

    21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

    mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

    Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

    Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

    Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

    Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

    A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

    No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

    A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

    Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

    Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

    Fonte BEN 2019

    Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

    residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

    habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

    Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

    A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

    Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

    Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

    Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

    22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

    na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

    afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

    1 Combustiacuteveis foacutesseis

    2 Radiaccedilatildeo solar

    3 Ventos

    4 Recursos hiacutedricos

    5 Biomassa

    6 Elementos radioativos

    7 Geotermas

    8 Oceanos

    Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

    De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

    O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

    A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

    Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

    A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

    A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

    Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

    Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

    Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

    Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

    A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

    Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

    No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

    23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

    foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

    Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

    Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

    De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

    As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

    Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

    A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

    Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

    O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

    A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

    Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

    Fonte GEPEA

    A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

    Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

    solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

    Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

    3 CAPIacuteTULO III

    31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

    tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

    Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

    Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

    Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

    bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

    bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

    Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

    Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

    Fonte Elaborado pelo autor

    4 CAPIacuteTULO IV

    41 ANAacuteLISES

    411 Anaacutelise teacutecnica

    Geraccedilatildeo Centralizada

    Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

    A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

    Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

    Fonte CCEEABSOLAR 2019

    A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

    A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

    Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

    A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

    Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

    A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

    De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

    Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

    Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

    bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

    bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

    A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

    de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

    Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

    bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

    bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

    bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

    bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

    Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

    Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

    Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

    Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

    A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

    Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

    Fonte EPE 2019

    Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

    Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

    Fonte EPE 2019

    A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

    Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

    Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

    4111 Sistema ON-Grid

    Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

    Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

    Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

    Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

    Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

    Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

    Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

    Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

    Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

    A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

    O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

    Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

    Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

    Fonte PORTAL SOLAR

    1 PAINEL FOTOVOLTAICO

    O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

    2 INVERSOR

    O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

    Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

    Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

    bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

    bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

    bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

    bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

    bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

    bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

    bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

    bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

    3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

    A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

    4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

    A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

    5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

    O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

    Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

    Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

    eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

    A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

    E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

    Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

    Fonte Blue Sol

    Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

    Fonte Blue Sol

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

    4112 Sistema OFF-Grid

    Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

    Conforme Decreto (2010)

    bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

    bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

    Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

    Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

    Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

    Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

    As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

    Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

    Fonte FPME

    Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

    Fonte CRESESB 2006

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

    Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

    1 PAINEL FOTOVOLTAICO

    Como nos sistemas ON-Grid

    2 CONTROLADORES DE CARGA

    Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

    3 BATERIAS

    Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

    Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

    4 INVERSOR

    Como nos sistemas ON-Grid

    Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

    Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

    armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

    A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

    bull Carga CC sem armazenamento

    Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

    bull Carga CC com armazenamento

    Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

    bull Carga CA sem armazenamento

    Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

    bull Carga CA com armazenamento

    Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

    Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

    Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

    unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

    Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

    Fonte Blue Sol

    Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

    Fonte Blue Sol

    4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

    Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

    tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

    Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

    bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

    bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

    bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

    Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

    Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

    Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

    Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

    Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

    Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

    bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

    bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

    bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

    bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

    bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

    A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

    Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

    Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

    bull aumento da taxa de autoconsumo

    bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

    bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

    O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

    Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

    Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

    Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

    Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

    Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

    412 Anaacutelise socioambiental

    4121 Demanda de mercado

    As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

    Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

    com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

    Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

    As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

    A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

    A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

    [(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

    Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

    Fonte IBGE 2019

    Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

    Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

    A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

    Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

    Fonte BEN 2019

    Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

    Fonte BEN 2019

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

    O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

    De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

    Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

    A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

    Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

    Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

    A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

    O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

    Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

    Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

    A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

    Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

    Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

    Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

    Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

    Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

    Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

    Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

    Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

    Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

    E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

    4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

    Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

    O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

    Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

    Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

    Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

    Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

    Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

    Fonte CRESESB - CEPEL

    Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

    De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

    Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

    Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

    Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

    Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

    O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

    seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

    Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

    Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

    Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

    No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

    A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

    Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

    Fonte EPE - PNE 2050

    Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

    Fonte EPE 2018

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

    4123 Impacto socioambiental

    Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

    As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

    De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

    O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

    Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

    Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

    O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

    Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

    de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

    Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

    Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

    Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

    Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

    Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

    Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

    O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

    isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

    Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

    Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

    Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

    Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

    Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

    Fonte IRENA 2016

    Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

    No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

    A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

    bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

    bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

    bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

    Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

    Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

    Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

    De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

    Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

    Fonte EPE 2019

    No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

    Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

    bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

    bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

    bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

    bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

    Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

    4124 Sustentabilidade

    O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

    No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

    A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

    De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

    O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

    Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

    bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

    bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

    bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

    bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

    bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

    bull programas de educaccedilatildeo

    Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

    Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

    Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

    Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

    E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

    O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

    Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

    De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

    Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

    Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

    Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

    4125 Principais incentivos no Brasil

    O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

    De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

    Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

    Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

    instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

    Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

    O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

    Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

    bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

    bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

    bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

    bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

    Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

    Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

    O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

    Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

    Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

    De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

    Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

    Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

    Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

    bull empresas sediadas no paiacutes

    bull administraccedilatildeo puacuteblica

    bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

    bull produtores rurais

    bull transportadores autocircnomos de carga

    bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

    bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

    bull condomiacutenios

    Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

    bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

    bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

    bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

    bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

    bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

    Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

    bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

    bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

    O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

    O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

    Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

    5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

    Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

    Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

    O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

    A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

    Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

    Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

    72

    Referecircncias

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    • Folha de rosto
    • Dedicatoacuteria
    • Epiacutegrafe
    • Sumaacuterio
    • Lista de ilustraccedilotildees
    • Lista de tabelas
    • Lista de abreviaturas e siglas
    • Resumo
    • Abstract
    • CAPIacuteTULO I
      • INTRODUCcedilAtildeO
      • Objetivos
      • Justificativa
        • CAPIacuteTULO II
          • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
          • Energia solar
          • Sistemas fotovoltaicos
            • CAPIacuteTULO III
              • METODOLOGIA
                • CAPIacuteTULO IV
                  • ANAacuteLISES
                    • Anaacutelise teacutecnica
                      • Sistema ON-Grid
                      • Sistema OFF-Grid
                      • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                        • Anaacutelise socioambiental
                          • Demanda de mercado
                          • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                          • Impacto socioambiental
                          • Sustentabilidade
                          • Principais incentivos no Brasil
                            • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                            • Referecircncias

      Catalogaccedilatildeo fichasisbinufopedubr

      A474e Alves Marliana de Oliveira Lage Energia solar [manuscrito] estudo da geraccedilatildeo de energia eleacutetrica atraveacutes dossistemas fotovoltaicos on-grid e off-grid Marliana de Oliveira Lage Alves -2019

      75f il color grafs tabs mapas

      Orientador Prof Dr Savio Figueira Correcirca Coorientador Prof Dr Welbert Alves Rodrigues

      Monografia (Graduaccedilatildeo) Universidade Federal de Ouro Preto Instituto deCiecircncias Exatas e Aplicadas Departamento de Engenharia Eleacutetrica

      1 Energia solar 2 Sistemas de energia fotovoltaica 3 Geraccedilatildeo distribuiacuteda deenergia eleacutetrica 4 Sustentabilidade e meio ambiente I Correcirca SavioFigueira II Rodrigues Welbert Alves III Universidade Federal de OuroPreto IV Titulo

      CDU 62131

      Primeiramente dedico este trabalho a DEUS luz e fortaleza diaacuteria em minha vida Aminha matildee Vilma pelo incentivo pelas saacutebias palavras de apoio e de modo complementarpor auxiliar-me de todas as maneiras Ao meu pai Honoacuterio pelo carinho por dar-meforccedila e motivaccedilatildeo constantes A minha irmatilde Patriacutecia grande amiga e companheirapor ser e estar presente em minha vida Dedico tambeacutem ao meu noivo Jonathan pelocompanheirismo amor e dedicaccedilatildeo oferecidos afetuosamente a mim

      A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltaraacute ao seu tamanho original(Albert Einstein)

      Sumaacuterio

      1 CAPIacuteTULO I 1411 INTRODUCcedilAtildeO 1412 Objetivos 1513 Justificativa 16

      2 CAPIacuteTULO II 1821 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 1822 Energia solar 2023 Sistemas fotovoltaicos 24

      3 CAPIacuteTULO III 2731 METODOLOGIA 27

      4 CAPIacuteTULO IV 2941 ANAacuteLISES 29411 Anaacutelise teacutecnica 294111 Sistema ON-Grid 344112 Sistema OFF-Grid 394113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid 43412 Anaacutelise socioambiental 464121 Demanda de mercado 464122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica 534123 Impacto socioambiental 594124 Sustentabilidade 654125 Principais incentivos no Brasil 67

      5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES 71

      REFEREcircNCIAS 72

      Lista de ilustraccedilotildees

      Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira 19Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra 23Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica 25Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico 28Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovol-

      taica por Estado 30Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018 33Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede 36Figura 8 ndash Sistema ON-Grid 38Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 38Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid 40Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada 40Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid 43Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 43Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh 50Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendi-

      mento energeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpanono perfil de cores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 parageradores fotovoltaicos fixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nascidades 54

      Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nosleilotildees de energia 56

      Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda 58Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no

      final de vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perdaantecipada e cenaacuterio de perda regular 62

      Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040 64

      Lista de tabelas

      Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

      Lista de abreviaturas e siglas

      ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

      ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

      BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

      BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

      CA Corrente Alternada

      CC Corrente Contiacutenua

      CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

      CO2 Dioacutexido de carbono

      CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

      EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

      FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

      FV Fotovoltaico

      GEE Gases de Efeito Estufa

      GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

      GWp Gigawatt-pico

      IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

      INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

      kW Quilowatt

      kWh Quilowatt-hora

      kWp Quilowatt-pico

      MME Ministeacuterio de Minas e Energia

      Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

      MW Megawatt

      MWp Megawatt-pico

      nm Nano-metro

      OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

      ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

      ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

      PIB Produto Interno Bruto

      PNE Plano Nacional de Energia

      PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

      THz Tera-Hertz

      TWh Terawatt-hora

      UCs Unidades Consumidoras

      UFV Central Geradora Fotovoltaica

      ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

      Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

      AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

      Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

      1 CAPIacuteTULO I

      11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

      pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

      A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

      Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

      As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

      O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

      Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

      Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

      Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

      Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

      Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

      Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

      Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

      Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

      12 Objetivos

      Objetivo Geral

      O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

      Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

      Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

      Objetivos Especiacuteficos

      Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

      bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

      bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

      bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

      13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

      atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

      O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

      Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

      Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

      Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

      Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

      fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

      O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

      A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

      Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

      2 CAPIacuteTULO II

      21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

      mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

      Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

      Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

      Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

      Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

      A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

      No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

      A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

      Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

      Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

      Fonte BEN 2019

      Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

      residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

      habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

      Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

      A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

      Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

      Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

      Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

      22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

      na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

      afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

      1 Combustiacuteveis foacutesseis

      2 Radiaccedilatildeo solar

      3 Ventos

      4 Recursos hiacutedricos

      5 Biomassa

      6 Elementos radioativos

      7 Geotermas

      8 Oceanos

      Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

      De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

      O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

      A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

      Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

      A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

      A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

      Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

      Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

      Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

      Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

      A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

      Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

      No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

      23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

      foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

      Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

      Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

      De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

      As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

      Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

      A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

      Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

      O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

      A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

      Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

      Fonte GEPEA

      A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

      Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

      solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

      Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

      3 CAPIacuteTULO III

      31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

      tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

      Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

      Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

      Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

      bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

      bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

      Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

      Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

      Fonte Elaborado pelo autor

      4 CAPIacuteTULO IV

      41 ANAacuteLISES

      411 Anaacutelise teacutecnica

      Geraccedilatildeo Centralizada

      Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

      A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

      Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

      Fonte CCEEABSOLAR 2019

      A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

      A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

      Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

      A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

      Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

      A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

      De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

      Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

      Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

      bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

      bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

      A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

      de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

      Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

      bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

      bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

      bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

      bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

      Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

      Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

      Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

      Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

      A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

      Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

      Fonte EPE 2019

      Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

      Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

      Fonte EPE 2019

      A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

      Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

      Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

      4111 Sistema ON-Grid

      Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

      Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

      Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

      Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

      Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

      Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

      Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

      Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

      Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

      A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

      O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

      Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

      Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

      Fonte PORTAL SOLAR

      1 PAINEL FOTOVOLTAICO

      O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

      2 INVERSOR

      O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

      Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

      Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

      bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

      bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

      bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

      bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

      bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

      bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

      bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

      bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

      3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

      A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

      4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

      A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

      5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

      O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

      Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

      Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

      eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

      A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

      E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

      Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

      Fonte Blue Sol

      Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

      Fonte Blue Sol

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

      4112 Sistema OFF-Grid

      Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

      Conforme Decreto (2010)

      bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

      bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

      Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

      Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

      Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

      Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

      As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

      Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

      Fonte FPME

      Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

      Fonte CRESESB 2006

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

      Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

      1 PAINEL FOTOVOLTAICO

      Como nos sistemas ON-Grid

      2 CONTROLADORES DE CARGA

      Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

      3 BATERIAS

      Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

      Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

      4 INVERSOR

      Como nos sistemas ON-Grid

      Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

      Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

      armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

      A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

      bull Carga CC sem armazenamento

      Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

      bull Carga CC com armazenamento

      Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

      bull Carga CA sem armazenamento

      Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

      bull Carga CA com armazenamento

      Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

      Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

      Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

      unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

      Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

      Fonte Blue Sol

      Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

      Fonte Blue Sol

      4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

      Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

      tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

      Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

      bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

      bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

      bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

      Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

      Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

      Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

      Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

      Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

      Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

      bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

      bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

      bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

      bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

      bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

      A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

      Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

      Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

      bull aumento da taxa de autoconsumo

      bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

      bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

      O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

      Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

      Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

      Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

      Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

      Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

      412 Anaacutelise socioambiental

      4121 Demanda de mercado

      As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

      Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

      com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

      Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

      As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

      A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

      A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

      [(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

      Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

      Fonte IBGE 2019

      Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

      Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

      A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

      Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

      Fonte BEN 2019

      Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

      Fonte BEN 2019

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

      O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

      De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

      Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

      A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

      Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

      Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

      A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

      O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

      Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

      Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

      A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

      Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

      Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

      Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

      Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

      Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

      Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

      Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

      Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

      Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

      E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

      4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

      Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

      O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

      Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

      Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

      Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

      Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

      Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

      Fonte CRESESB - CEPEL

      Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

      De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

      Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

      Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

      Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

      Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

      O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

      seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

      Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

      Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

      Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

      No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

      A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

      Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

      Fonte EPE - PNE 2050

      Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

      Fonte EPE 2018

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

      4123 Impacto socioambiental

      Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

      As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

      De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

      O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

      Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

      Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

      O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

      Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

      de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

      Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

      Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

      Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

      Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

      Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

      Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

      O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

      isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

      Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

      Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

      Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

      Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

      Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

      Fonte IRENA 2016

      Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

      No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

      A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

      bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

      bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

      bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

      Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

      Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

      Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

      De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

      Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

      Fonte EPE 2019

      No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

      Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

      bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

      bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

      bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

      bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

      Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

      4124 Sustentabilidade

      O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

      No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

      A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

      De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

      O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

      Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

      bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

      bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

      bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

      bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

      bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

      bull programas de educaccedilatildeo

      Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

      Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

      Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

      Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

      E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

      O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

      Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

      De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

      Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

      Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

      Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

      4125 Principais incentivos no Brasil

      O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

      De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

      Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

      Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

      instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

      Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

      O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

      Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

      bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

      bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

      bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

      bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

      Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

      Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

      O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

      Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

      Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

      De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

      Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

      Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

      Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

      bull empresas sediadas no paiacutes

      bull administraccedilatildeo puacuteblica

      bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

      bull produtores rurais

      bull transportadores autocircnomos de carga

      bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

      bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

      bull condomiacutenios

      Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

      bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

      bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

      bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

      bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

      bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

      Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

      bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

      bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

      O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

      O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

      Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

      5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

      Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

      Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

      O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

      A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

      Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

      Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

      72

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      MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

      ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

      ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

      PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

      PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

      ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

      SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

      SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

      • Folha de rosto
      • Dedicatoacuteria
      • Epiacutegrafe
      • Sumaacuterio
      • Lista de ilustraccedilotildees
      • Lista de tabelas
      • Lista de abreviaturas e siglas
      • Resumo
      • Abstract
      • CAPIacuteTULO I
        • INTRODUCcedilAtildeO
        • Objetivos
        • Justificativa
          • CAPIacuteTULO II
            • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
            • Energia solar
            • Sistemas fotovoltaicos
              • CAPIacuteTULO III
                • METODOLOGIA
                  • CAPIacuteTULO IV
                    • ANAacuteLISES
                      • Anaacutelise teacutecnica
                        • Sistema ON-Grid
                        • Sistema OFF-Grid
                        • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                          • Anaacutelise socioambiental
                            • Demanda de mercado
                            • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                            • Impacto socioambiental
                            • Sustentabilidade
                            • Principais incentivos no Brasil
                              • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                              • Referecircncias

        Primeiramente dedico este trabalho a DEUS luz e fortaleza diaacuteria em minha vida Aminha matildee Vilma pelo incentivo pelas saacutebias palavras de apoio e de modo complementarpor auxiliar-me de todas as maneiras Ao meu pai Honoacuterio pelo carinho por dar-meforccedila e motivaccedilatildeo constantes A minha irmatilde Patriacutecia grande amiga e companheirapor ser e estar presente em minha vida Dedico tambeacutem ao meu noivo Jonathan pelocompanheirismo amor e dedicaccedilatildeo oferecidos afetuosamente a mim

        A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltaraacute ao seu tamanho original(Albert Einstein)

        Sumaacuterio

        1 CAPIacuteTULO I 1411 INTRODUCcedilAtildeO 1412 Objetivos 1513 Justificativa 16

        2 CAPIacuteTULO II 1821 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 1822 Energia solar 2023 Sistemas fotovoltaicos 24

        3 CAPIacuteTULO III 2731 METODOLOGIA 27

        4 CAPIacuteTULO IV 2941 ANAacuteLISES 29411 Anaacutelise teacutecnica 294111 Sistema ON-Grid 344112 Sistema OFF-Grid 394113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid 43412 Anaacutelise socioambiental 464121 Demanda de mercado 464122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica 534123 Impacto socioambiental 594124 Sustentabilidade 654125 Principais incentivos no Brasil 67

        5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES 71

        REFEREcircNCIAS 72

        Lista de ilustraccedilotildees

        Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira 19Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra 23Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica 25Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico 28Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovol-

        taica por Estado 30Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018 33Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede 36Figura 8 ndash Sistema ON-Grid 38Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 38Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid 40Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada 40Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid 43Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 43Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh 50Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendi-

        mento energeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpanono perfil de cores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 parageradores fotovoltaicos fixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nascidades 54

        Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nosleilotildees de energia 56

        Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda 58Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no

        final de vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perdaantecipada e cenaacuterio de perda regular 62

        Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040 64

        Lista de tabelas

        Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

        Lista de abreviaturas e siglas

        ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

        ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

        BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

        BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

        CA Corrente Alternada

        CC Corrente Contiacutenua

        CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

        CO2 Dioacutexido de carbono

        CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

        EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

        FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

        FV Fotovoltaico

        GEE Gases de Efeito Estufa

        GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

        GWp Gigawatt-pico

        IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

        INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

        kW Quilowatt

        kWh Quilowatt-hora

        kWp Quilowatt-pico

        MME Ministeacuterio de Minas e Energia

        Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

        MW Megawatt

        MWp Megawatt-pico

        nm Nano-metro

        OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

        ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

        ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

        PIB Produto Interno Bruto

        PNE Plano Nacional de Energia

        PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

        THz Tera-Hertz

        TWh Terawatt-hora

        UCs Unidades Consumidoras

        UFV Central Geradora Fotovoltaica

        ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

        Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

        AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

        Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

        1 CAPIacuteTULO I

        11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

        pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

        A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

        Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

        As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

        O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

        Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

        Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

        Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

        Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

        Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

        Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

        Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

        Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

        12 Objetivos

        Objetivo Geral

        O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

        Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

        Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

        Objetivos Especiacuteficos

        Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

        bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

        bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

        bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

        13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

        atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

        O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

        Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

        Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

        Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

        Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

        fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

        O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

        A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

        Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

        2 CAPIacuteTULO II

        21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

        mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

        Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

        Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

        Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

        Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

        A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

        No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

        A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

        Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

        Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

        Fonte BEN 2019

        Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

        residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

        habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

        Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

        A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

        Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

        Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

        Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

        22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

        na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

        afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

        1 Combustiacuteveis foacutesseis

        2 Radiaccedilatildeo solar

        3 Ventos

        4 Recursos hiacutedricos

        5 Biomassa

        6 Elementos radioativos

        7 Geotermas

        8 Oceanos

        Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

        De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

        O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

        A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

        Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

        A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

        A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

        Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

        Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

        Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

        Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

        A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

        Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

        No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

        23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

        foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

        Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

        Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

        De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

        As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

        Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

        A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

        Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

        O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

        A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

        Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

        Fonte GEPEA

        A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

        Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

        solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

        Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

        3 CAPIacuteTULO III

        31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

        tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

        Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

        Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

        Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

        bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

        bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

        Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

        Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

        Fonte Elaborado pelo autor

        4 CAPIacuteTULO IV

        41 ANAacuteLISES

        411 Anaacutelise teacutecnica

        Geraccedilatildeo Centralizada

        Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

        A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

        Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

        Fonte CCEEABSOLAR 2019

        A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

        A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

        Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

        A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

        Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

        A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

        De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

        Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

        Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

        bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

        bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

        A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

        de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

        Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

        bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

        bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

        bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

        bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

        Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

        Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

        Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

        Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

        A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

        Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

        Fonte EPE 2019

        Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

        Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

        Fonte EPE 2019

        A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

        Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

        Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

        4111 Sistema ON-Grid

        Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

        Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

        Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

        Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

        Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

        Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

        Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

        Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

        Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

        A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

        O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

        Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

        Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

        Fonte PORTAL SOLAR

        1 PAINEL FOTOVOLTAICO

        O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

        2 INVERSOR

        O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

        Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

        Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

        bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

        bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

        bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

        bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

        bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

        bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

        bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

        bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

        3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

        A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

        4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

        A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

        5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

        O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

        Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

        Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

        eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

        A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

        E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

        Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

        Fonte Blue Sol

        Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

        Fonte Blue Sol

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

        4112 Sistema OFF-Grid

        Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

        Conforme Decreto (2010)

        bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

        bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

        Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

        Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

        Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

        Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

        As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

        Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

        Fonte FPME

        Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

        Fonte CRESESB 2006

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

        Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

        1 PAINEL FOTOVOLTAICO

        Como nos sistemas ON-Grid

        2 CONTROLADORES DE CARGA

        Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

        3 BATERIAS

        Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

        Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

        4 INVERSOR

        Como nos sistemas ON-Grid

        Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

        Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

        armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

        A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

        bull Carga CC sem armazenamento

        Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

        bull Carga CC com armazenamento

        Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

        bull Carga CA sem armazenamento

        Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

        bull Carga CA com armazenamento

        Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

        Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

        Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

        unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

        Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

        Fonte Blue Sol

        Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

        Fonte Blue Sol

        4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

        Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

        tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

        Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

        bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

        bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

        bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

        Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

        Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

        Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

        Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

        Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

        Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

        bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

        bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

        bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

        bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

        bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

        A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

        Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

        Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

        bull aumento da taxa de autoconsumo

        bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

        bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

        O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

        Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

        Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

        Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

        Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

        Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

        412 Anaacutelise socioambiental

        4121 Demanda de mercado

        As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

        Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

        com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

        Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

        As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

        A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

        A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

        [(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

        Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

        Fonte IBGE 2019

        Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

        Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

        A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

        Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

        Fonte BEN 2019

        Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

        Fonte BEN 2019

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

        O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

        De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

        Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

        A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

        Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

        Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

        A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

        O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

        Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

        Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

        A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

        Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

        Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

        Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

        Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

        Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

        Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

        Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

        Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

        Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

        E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

        4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

        Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

        O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

        Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

        Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

        Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

        Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

        Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

        Fonte CRESESB - CEPEL

        Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

        De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

        Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

        Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

        Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

        Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

        O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

        seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

        Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

        Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

        Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

        No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

        A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

        Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

        Fonte EPE - PNE 2050

        Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

        Fonte EPE 2018

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

        4123 Impacto socioambiental

        Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

        As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

        De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

        O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

        Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

        Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

        O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

        Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

        de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

        Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

        Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

        Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

        Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

        Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

        Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

        O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

        isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

        Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

        Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

        Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

        Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

        Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

        Fonte IRENA 2016

        Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

        No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

        A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

        bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

        bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

        bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

        Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

        Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

        Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

        De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

        Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

        Fonte EPE 2019

        No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

        Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

        bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

        bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

        bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

        bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

        Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

        4124 Sustentabilidade

        O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

        No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

        A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

        De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

        O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

        Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

        bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

        bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

        bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

        bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

        bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

        bull programas de educaccedilatildeo

        Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

        Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

        Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

        Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

        E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

        O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

        Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

        De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

        Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

        Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

        Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

        4125 Principais incentivos no Brasil

        O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

        De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

        Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

        Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

        instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

        Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

        O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

        Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

        bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

        bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

        bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

        bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

        Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

        Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

        O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

        Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

        Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

        De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

        Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

        Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

        Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

        bull empresas sediadas no paiacutes

        bull administraccedilatildeo puacuteblica

        bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

        bull produtores rurais

        bull transportadores autocircnomos de carga

        bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

        bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

        bull condomiacutenios

        Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

        bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

        bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

        bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

        bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

        bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

        Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

        bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

        bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

        O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

        O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

        Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

        5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

        Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

        Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

        O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

        A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

        Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

        Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

        72

        Referecircncias

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        Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

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        Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

        Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

        Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

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        • Folha de rosto
        • Dedicatoacuteria
        • Epiacutegrafe
        • Sumaacuterio
        • Lista de ilustraccedilotildees
        • Lista de tabelas
        • Lista de abreviaturas e siglas
        • Resumo
        • Abstract
        • CAPIacuteTULO I
          • INTRODUCcedilAtildeO
          • Objetivos
          • Justificativa
            • CAPIacuteTULO II
              • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
              • Energia solar
              • Sistemas fotovoltaicos
                • CAPIacuteTULO III
                  • METODOLOGIA
                    • CAPIacuteTULO IV
                      • ANAacuteLISES
                        • Anaacutelise teacutecnica
                          • Sistema ON-Grid
                          • Sistema OFF-Grid
                          • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                            • Anaacutelise socioambiental
                              • Demanda de mercado
                              • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                              • Impacto socioambiental
                              • Sustentabilidade
                              • Principais incentivos no Brasil
                                • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                                • Referecircncias

          A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltaraacute ao seu tamanho original(Albert Einstein)

          Sumaacuterio

          1 CAPIacuteTULO I 1411 INTRODUCcedilAtildeO 1412 Objetivos 1513 Justificativa 16

          2 CAPIacuteTULO II 1821 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 1822 Energia solar 2023 Sistemas fotovoltaicos 24

          3 CAPIacuteTULO III 2731 METODOLOGIA 27

          4 CAPIacuteTULO IV 2941 ANAacuteLISES 29411 Anaacutelise teacutecnica 294111 Sistema ON-Grid 344112 Sistema OFF-Grid 394113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid 43412 Anaacutelise socioambiental 464121 Demanda de mercado 464122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica 534123 Impacto socioambiental 594124 Sustentabilidade 654125 Principais incentivos no Brasil 67

          5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES 71

          REFEREcircNCIAS 72

          Lista de ilustraccedilotildees

          Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira 19Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra 23Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica 25Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico 28Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovol-

          taica por Estado 30Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018 33Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede 36Figura 8 ndash Sistema ON-Grid 38Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 38Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid 40Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada 40Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid 43Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 43Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh 50Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendi-

          mento energeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpanono perfil de cores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 parageradores fotovoltaicos fixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nascidades 54

          Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nosleilotildees de energia 56

          Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda 58Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no

          final de vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perdaantecipada e cenaacuterio de perda regular 62

          Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040 64

          Lista de tabelas

          Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

          Lista de abreviaturas e siglas

          ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

          ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

          BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

          BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

          CA Corrente Alternada

          CC Corrente Contiacutenua

          CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

          CO2 Dioacutexido de carbono

          CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

          EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

          FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

          FV Fotovoltaico

          GEE Gases de Efeito Estufa

          GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

          GWp Gigawatt-pico

          IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

          INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

          kW Quilowatt

          kWh Quilowatt-hora

          kWp Quilowatt-pico

          MME Ministeacuterio de Minas e Energia

          Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

          MW Megawatt

          MWp Megawatt-pico

          nm Nano-metro

          OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

          ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

          ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

          PIB Produto Interno Bruto

          PNE Plano Nacional de Energia

          PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

          THz Tera-Hertz

          TWh Terawatt-hora

          UCs Unidades Consumidoras

          UFV Central Geradora Fotovoltaica

          ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

          Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

          AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

          Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

          1 CAPIacuteTULO I

          11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

          pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

          A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

          Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

          As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

          O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

          Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

          Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

          Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

          Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

          Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

          Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

          Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

          Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

          12 Objetivos

          Objetivo Geral

          O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

          Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

          Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

          Objetivos Especiacuteficos

          Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

          bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

          bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

          bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

          13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

          atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

          O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

          Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

          Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

          Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

          Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

          fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

          O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

          A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

          Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

          2 CAPIacuteTULO II

          21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

          mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

          Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

          Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

          Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

          Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

          A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

          No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

          A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

          Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

          Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

          Fonte BEN 2019

          Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

          residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

          habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

          Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

          A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

          Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

          Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

          Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

          22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

          na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

          afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

          1 Combustiacuteveis foacutesseis

          2 Radiaccedilatildeo solar

          3 Ventos

          4 Recursos hiacutedricos

          5 Biomassa

          6 Elementos radioativos

          7 Geotermas

          8 Oceanos

          Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

          De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

          O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

          A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

          Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

          A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

          A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

          Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

          Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

          Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

          Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

          A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

          Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

          No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

          23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

          foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

          Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

          Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

          De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

          As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

          Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

          A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

          Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

          O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

          A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

          Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

          Fonte GEPEA

          A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

          Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

          solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

          Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

          3 CAPIacuteTULO III

          31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

          tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

          Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

          Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

          Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

          bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

          bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

          Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

          Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

          Fonte Elaborado pelo autor

          4 CAPIacuteTULO IV

          41 ANAacuteLISES

          411 Anaacutelise teacutecnica

          Geraccedilatildeo Centralizada

          Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

          A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

          Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

          Fonte CCEEABSOLAR 2019

          A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

          A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

          Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

          A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

          Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

          A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

          De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

          Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

          Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

          bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

          bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

          A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

          de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

          Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

          bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

          bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

          bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

          bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

          Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

          Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

          Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

          Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

          A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

          Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

          Fonte EPE 2019

          Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

          Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

          Fonte EPE 2019

          A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

          Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

          Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

          4111 Sistema ON-Grid

          Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

          Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

          Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

          Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

          Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

          Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

          Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

          Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

          Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

          A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

          O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

          Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

          Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

          Fonte PORTAL SOLAR

          1 PAINEL FOTOVOLTAICO

          O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

          2 INVERSOR

          O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

          Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

          Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

          bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

          bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

          bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

          bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

          bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

          bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

          bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

          bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

          3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

          A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

          4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

          A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

          5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

          O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

          Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

          Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

          eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

          A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

          E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

          Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

          Fonte Blue Sol

          Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

          Fonte Blue Sol

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

          4112 Sistema OFF-Grid

          Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

          Conforme Decreto (2010)

          bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

          bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

          Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

          Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

          Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

          Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

          As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

          Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

          Fonte FPME

          Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

          Fonte CRESESB 2006

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

          Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

          1 PAINEL FOTOVOLTAICO

          Como nos sistemas ON-Grid

          2 CONTROLADORES DE CARGA

          Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

          3 BATERIAS

          Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

          Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

          4 INVERSOR

          Como nos sistemas ON-Grid

          Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

          Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

          armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

          A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

          bull Carga CC sem armazenamento

          Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

          bull Carga CC com armazenamento

          Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

          bull Carga CA sem armazenamento

          Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

          bull Carga CA com armazenamento

          Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

          Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

          Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

          unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

          Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

          Fonte Blue Sol

          Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

          Fonte Blue Sol

          4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

          Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

          tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

          Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

          bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

          bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

          bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

          Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

          Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

          Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

          Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

          Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

          Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

          bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

          bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

          bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

          bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

          bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

          A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

          Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

          Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

          bull aumento da taxa de autoconsumo

          bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

          bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

          O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

          Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

          Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

          Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

          Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

          Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

          412 Anaacutelise socioambiental

          4121 Demanda de mercado

          As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

          Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

          com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

          Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

          As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

          A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

          A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

          [(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

          Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

          Fonte IBGE 2019

          Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

          Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

          A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

          Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

          Fonte BEN 2019

          Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

          Fonte BEN 2019

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

          O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

          De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

          Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

          A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

          Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

          Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

          A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

          O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

          Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

          Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

          A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

          Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

          Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

          Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

          Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

          Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

          Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

          Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

          Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

          Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

          E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

          4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

          Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

          O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

          Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

          Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

          Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

          Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

          Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

          Fonte CRESESB - CEPEL

          Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

          De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

          Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

          Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

          Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

          Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

          O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

          seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

          Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

          Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

          Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

          No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

          A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

          Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

          Fonte EPE - PNE 2050

          Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

          Fonte EPE 2018

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

          4123 Impacto socioambiental

          Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

          As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

          De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

          O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

          Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

          Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

          O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

          Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

          de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

          Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

          Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

          Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

          Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

          Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

          Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

          O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

          isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

          Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

          Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

          Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

          Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

          Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

          Fonte IRENA 2016

          Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

          No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

          A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

          bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

          bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

          bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

          Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

          Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

          Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

          De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

          Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

          Fonte EPE 2019

          No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

          Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

          bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

          bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

          bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

          bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

          Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

          4124 Sustentabilidade

          O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

          No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

          A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

          De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

          O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

          Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

          bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

          bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

          bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

          bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

          bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

          bull programas de educaccedilatildeo

          Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

          Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

          Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

          Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

          E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

          O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

          Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

          De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

          Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

          Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

          Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

          4125 Principais incentivos no Brasil

          O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

          De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

          Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

          Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

          instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

          Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

          O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

          Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

          bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

          bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

          bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

          bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

          Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

          Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

          O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

          Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

          Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

          De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

          Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

          Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

          Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

          bull empresas sediadas no paiacutes

          bull administraccedilatildeo puacuteblica

          bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

          bull produtores rurais

          bull transportadores autocircnomos de carga

          bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

          bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

          bull condomiacutenios

          Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

          bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

          bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

          bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

          bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

          bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

          Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

          bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

          bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

          O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

          O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

          Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

          5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

          Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

          Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

          O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

          A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

          Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

          Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

          72

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          • Folha de rosto
          • Dedicatoacuteria
          • Epiacutegrafe
          • Sumaacuterio
          • Lista de ilustraccedilotildees
          • Lista de tabelas
          • Lista de abreviaturas e siglas
          • Resumo
          • Abstract
          • CAPIacuteTULO I
            • INTRODUCcedilAtildeO
            • Objetivos
            • Justificativa
              • CAPIacuteTULO II
                • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
                • Energia solar
                • Sistemas fotovoltaicos
                  • CAPIacuteTULO III
                    • METODOLOGIA
                      • CAPIacuteTULO IV
                        • ANAacuteLISES
                          • Anaacutelise teacutecnica
                            • Sistema ON-Grid
                            • Sistema OFF-Grid
                            • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                              • Anaacutelise socioambiental
                                • Demanda de mercado
                                • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                                • Impacto socioambiental
                                • Sustentabilidade
                                • Principais incentivos no Brasil
                                  • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                                  • Referecircncias

            Sumaacuterio

            1 CAPIacuteTULO I 1411 INTRODUCcedilAtildeO 1412 Objetivos 1513 Justificativa 16

            2 CAPIacuteTULO II 1821 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 1822 Energia solar 2023 Sistemas fotovoltaicos 24

            3 CAPIacuteTULO III 2731 METODOLOGIA 27

            4 CAPIacuteTULO IV 2941 ANAacuteLISES 29411 Anaacutelise teacutecnica 294111 Sistema ON-Grid 344112 Sistema OFF-Grid 394113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid 43412 Anaacutelise socioambiental 464121 Demanda de mercado 464122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica 534123 Impacto socioambiental 594124 Sustentabilidade 654125 Principais incentivos no Brasil 67

            5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES 71

            REFEREcircNCIAS 72

            Lista de ilustraccedilotildees

            Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira 19Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra 23Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica 25Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico 28Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovol-

            taica por Estado 30Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018 33Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede 36Figura 8 ndash Sistema ON-Grid 38Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 38Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid 40Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada 40Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid 43Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 43Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh 50Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendi-

            mento energeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpanono perfil de cores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 parageradores fotovoltaicos fixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nascidades 54

            Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nosleilotildees de energia 56

            Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda 58Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no

            final de vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perdaantecipada e cenaacuterio de perda regular 62

            Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040 64

            Lista de tabelas

            Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

            Lista de abreviaturas e siglas

            ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

            ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

            BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

            BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

            CA Corrente Alternada

            CC Corrente Contiacutenua

            CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

            CO2 Dioacutexido de carbono

            CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

            EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

            FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

            FV Fotovoltaico

            GEE Gases de Efeito Estufa

            GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

            GWp Gigawatt-pico

            IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

            INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

            kW Quilowatt

            kWh Quilowatt-hora

            kWp Quilowatt-pico

            MME Ministeacuterio de Minas e Energia

            Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

            MW Megawatt

            MWp Megawatt-pico

            nm Nano-metro

            OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

            ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

            ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

            PIB Produto Interno Bruto

            PNE Plano Nacional de Energia

            PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

            THz Tera-Hertz

            TWh Terawatt-hora

            UCs Unidades Consumidoras

            UFV Central Geradora Fotovoltaica

            ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

            Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

            AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

            Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

            1 CAPIacuteTULO I

            11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

            pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

            A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

            Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

            As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

            O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

            Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

            Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

            Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

            Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

            Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

            Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

            Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

            Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

            12 Objetivos

            Objetivo Geral

            O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

            Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

            Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

            Objetivos Especiacuteficos

            Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

            bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

            bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

            bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

            13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

            atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

            O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

            Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

            Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

            Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

            Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

            fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

            O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

            A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

            Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

            2 CAPIacuteTULO II

            21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

            mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

            Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

            Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

            Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

            Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

            A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

            No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

            A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

            Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

            Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

            Fonte BEN 2019

            Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

            residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

            habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

            Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

            A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

            Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

            Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

            Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

            22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

            na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

            afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

            1 Combustiacuteveis foacutesseis

            2 Radiaccedilatildeo solar

            3 Ventos

            4 Recursos hiacutedricos

            5 Biomassa

            6 Elementos radioativos

            7 Geotermas

            8 Oceanos

            Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

            De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

            O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

            A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

            Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

            A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

            A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

            Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

            Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

            Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

            Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

            A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

            Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

            No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

            23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

            foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

            Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

            Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

            De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

            As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

            Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

            A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

            Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

            O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

            A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

            Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

            Fonte GEPEA

            A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

            Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

            solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

            Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

            3 CAPIacuteTULO III

            31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

            tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

            Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

            Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

            Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

            bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

            bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

            Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

            Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

            Fonte Elaborado pelo autor

            4 CAPIacuteTULO IV

            41 ANAacuteLISES

            411 Anaacutelise teacutecnica

            Geraccedilatildeo Centralizada

            Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

            A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

            Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

            Fonte CCEEABSOLAR 2019

            A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

            A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

            Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

            A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

            Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

            A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

            De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

            Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

            Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

            bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

            bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

            A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

            de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

            Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

            bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

            bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

            bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

            bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

            Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

            Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

            Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

            Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

            A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

            Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

            Fonte EPE 2019

            Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

            Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

            Fonte EPE 2019

            A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

            Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

            Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

            4111 Sistema ON-Grid

            Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

            Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

            Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

            Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

            Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

            Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

            Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

            Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

            Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

            A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

            O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

            Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

            Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

            Fonte PORTAL SOLAR

            1 PAINEL FOTOVOLTAICO

            O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

            2 INVERSOR

            O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

            Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

            Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

            bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

            bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

            bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

            bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

            bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

            bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

            bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

            bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

            3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

            A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

            4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

            A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

            5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

            O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

            Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

            Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

            eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

            A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

            E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

            Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

            Fonte Blue Sol

            Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

            Fonte Blue Sol

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

            4112 Sistema OFF-Grid

            Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

            Conforme Decreto (2010)

            bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

            bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

            Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

            Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

            Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

            Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

            As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

            Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

            Fonte FPME

            Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

            Fonte CRESESB 2006

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

            Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

            1 PAINEL FOTOVOLTAICO

            Como nos sistemas ON-Grid

            2 CONTROLADORES DE CARGA

            Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

            3 BATERIAS

            Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

            Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

            4 INVERSOR

            Como nos sistemas ON-Grid

            Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

            Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

            armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

            A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

            bull Carga CC sem armazenamento

            Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

            bull Carga CC com armazenamento

            Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

            bull Carga CA sem armazenamento

            Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

            bull Carga CA com armazenamento

            Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

            Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

            Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

            unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

            Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

            Fonte Blue Sol

            Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

            Fonte Blue Sol

            4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

            Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

            tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

            Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

            bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

            bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

            bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

            Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

            Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

            Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

            Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

            Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

            Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

            bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

            bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

            bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

            bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

            bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

            A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

            Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

            Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

            bull aumento da taxa de autoconsumo

            bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

            bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

            O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

            Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

            Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

            Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

            Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

            Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

            412 Anaacutelise socioambiental

            4121 Demanda de mercado

            As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

            Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

            com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

            Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

            As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

            A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

            A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

            [(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

            Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

            Fonte IBGE 2019

            Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

            Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

            A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

            Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

            Fonte BEN 2019

            Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

            Fonte BEN 2019

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

            O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

            De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

            Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

            A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

            Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

            Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

            A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

            O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

            Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

            Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

            A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

            Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

            Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

            Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

            Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

            Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

            Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

            Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

            Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

            Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

            E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

            4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

            Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

            O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

            Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

            Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

            Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

            Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

            Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

            Fonte CRESESB - CEPEL

            Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

            De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

            Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

            Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

            Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

            Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

            O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

            seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

            Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

            Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

            Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

            No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

            A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

            Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

            Fonte EPE - PNE 2050

            Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

            Fonte EPE 2018

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

            4123 Impacto socioambiental

            Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

            As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

            De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

            O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

            Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

            Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

            O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

            Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

            de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

            Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

            Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

            Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

            Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

            Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

            Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

            O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

            isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

            Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

            Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

            Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

            Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

            Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

            Fonte IRENA 2016

            Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

            No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

            A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

            bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

            bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

            bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

            Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

            Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

            Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

            De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

            Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

            Fonte EPE 2019

            No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

            Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

            bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

            bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

            bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

            bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

            Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

            4124 Sustentabilidade

            O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

            No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

            A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

            De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

            O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

            Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

            bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

            bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

            bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

            bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

            bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

            bull programas de educaccedilatildeo

            Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

            Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

            Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

            Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

            E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

            O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

            Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

            De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

            Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

            Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

            Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

            4125 Principais incentivos no Brasil

            O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

            De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

            Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

            Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

            instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

            Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

            O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

            Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

            bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

            bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

            bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

            bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

            Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

            Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

            O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

            Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

            Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

            De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

            Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

            Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

            Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

            bull empresas sediadas no paiacutes

            bull administraccedilatildeo puacuteblica

            bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

            bull produtores rurais

            bull transportadores autocircnomos de carga

            bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

            bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

            bull condomiacutenios

            Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

            bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

            bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

            bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

            bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

            bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

            Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

            bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

            bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

            O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

            O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

            Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

            5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

            Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

            Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

            O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

            A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

            Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

            Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

            72

            Referecircncias

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            • Folha de rosto
            • Dedicatoacuteria
            • Epiacutegrafe
            • Sumaacuterio
            • Lista de ilustraccedilotildees
            • Lista de tabelas
            • Lista de abreviaturas e siglas
            • Resumo
            • Abstract
            • CAPIacuteTULO I
              • INTRODUCcedilAtildeO
              • Objetivos
              • Justificativa
                • CAPIacuteTULO II
                  • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
                  • Energia solar
                  • Sistemas fotovoltaicos
                    • CAPIacuteTULO III
                      • METODOLOGIA
                        • CAPIacuteTULO IV
                          • ANAacuteLISES
                            • Anaacutelise teacutecnica
                              • Sistema ON-Grid
                              • Sistema OFF-Grid
                              • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                                • Anaacutelise socioambiental
                                  • Demanda de mercado
                                  • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                                  • Impacto socioambiental
                                  • Sustentabilidade
                                  • Principais incentivos no Brasil
                                    • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                                    • Referecircncias

              Lista de ilustraccedilotildees

              Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira 19Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra 23Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica 25Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico 28Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovol-

              taica por Estado 30Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018 33Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede 36Figura 8 ndash Sistema ON-Grid 38Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 38Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid 40Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada 40Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid 43Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento 43Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh 50Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendi-

              mento energeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpanono perfil de cores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 parageradores fotovoltaicos fixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nascidades 54

              Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nosleilotildees de energia 56

              Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda 58Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no

              final de vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perdaantecipada e cenaacuterio de perda regular 62

              Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040 64

              Lista de tabelas

              Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

              Lista de abreviaturas e siglas

              ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

              ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

              BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

              BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

              CA Corrente Alternada

              CC Corrente Contiacutenua

              CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

              CO2 Dioacutexido de carbono

              CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

              EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

              FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

              FV Fotovoltaico

              GEE Gases de Efeito Estufa

              GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

              GWp Gigawatt-pico

              IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

              INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

              kW Quilowatt

              kWh Quilowatt-hora

              kWp Quilowatt-pico

              MME Ministeacuterio de Minas e Energia

              Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

              MW Megawatt

              MWp Megawatt-pico

              nm Nano-metro

              OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

              ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

              ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

              PIB Produto Interno Bruto

              PNE Plano Nacional de Energia

              PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

              THz Tera-Hertz

              TWh Terawatt-hora

              UCs Unidades Consumidoras

              UFV Central Geradora Fotovoltaica

              ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

              Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

              AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

              Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

              1 CAPIacuteTULO I

              11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

              pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

              A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

              Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

              As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

              O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

              Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

              Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

              Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

              Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

              Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

              Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

              Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

              Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

              12 Objetivos

              Objetivo Geral

              O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

              Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

              Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

              Objetivos Especiacuteficos

              Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

              bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

              bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

              bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

              13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

              atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

              O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

              Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

              Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

              Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

              Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

              fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

              O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

              A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

              Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

              2 CAPIacuteTULO II

              21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

              mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

              Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

              Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

              Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

              Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

              A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

              No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

              Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

              A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

              Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

              Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

              Fonte BEN 2019

              Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

              Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

              residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

              habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

              Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

              A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

              Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

              Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

              Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

              22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

              na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

              Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

              afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

              1 Combustiacuteveis foacutesseis

              2 Radiaccedilatildeo solar

              3 Ventos

              4 Recursos hiacutedricos

              5 Biomassa

              6 Elementos radioativos

              7 Geotermas

              8 Oceanos

              Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

              De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

              O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

              A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

              Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

              Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

              A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

              A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

              Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

              Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

              Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

              Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

              Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

              A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

              Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

              No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

              Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

              23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

              foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

              Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

              Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

              De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

              As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

              Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

              A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

              Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

              Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

              O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

              A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

              Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

              Fonte GEPEA

              A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

              Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

              Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

              solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

              Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

              3 CAPIacuteTULO III

              31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

              tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

              Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

              Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

              Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

              bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

              bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

              Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

              Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

              Fonte Elaborado pelo autor

              4 CAPIacuteTULO IV

              41 ANAacuteLISES

              411 Anaacutelise teacutecnica

              Geraccedilatildeo Centralizada

              Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

              A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

              Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

              Fonte CCEEABSOLAR 2019

              A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

              A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

              Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

              A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

              Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

              A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

              De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

              Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

              Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

              bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

              bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

              A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

              de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

              Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

              bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

              bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

              bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

              bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

              Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

              Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

              Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

              Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

              A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

              Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

              Fonte EPE 2019

              Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

              Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

              Fonte EPE 2019

              A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

              Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

              Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

              4111 Sistema ON-Grid

              Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

              Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

              Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

              Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

              Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

              Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

              Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

              Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

              Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

              A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

              O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

              Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

              Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

              Fonte PORTAL SOLAR

              1 PAINEL FOTOVOLTAICO

              O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

              2 INVERSOR

              O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

              Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

              Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

              bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

              bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

              bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

              bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

              bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

              bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

              bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

              bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

              3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

              A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

              4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

              A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

              5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

              O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

              Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

              Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

              eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

              A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

              E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

              Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

              Fonte Blue Sol

              Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

              Fonte Blue Sol

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

              4112 Sistema OFF-Grid

              Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

              Conforme Decreto (2010)

              bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

              bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

              Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

              Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

              Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

              Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

              As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

              Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

              Fonte FPME

              Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

              Fonte CRESESB 2006

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

              Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

              1 PAINEL FOTOVOLTAICO

              Como nos sistemas ON-Grid

              2 CONTROLADORES DE CARGA

              Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

              3 BATERIAS

              Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

              Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

              4 INVERSOR

              Como nos sistemas ON-Grid

              Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

              Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

              armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

              A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

              bull Carga CC sem armazenamento

              Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

              bull Carga CC com armazenamento

              Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

              bull Carga CA sem armazenamento

              Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

              bull Carga CA com armazenamento

              Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

              Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

              Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

              unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

              Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

              Fonte Blue Sol

              Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

              Fonte Blue Sol

              4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

              Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

              tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

              Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

              bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

              bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

              bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

              Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

              Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

              Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

              Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

              Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

              Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

              bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

              bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

              bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

              bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

              bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

              A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

              Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

              Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

              bull aumento da taxa de autoconsumo

              bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

              bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

              O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

              Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

              Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

              Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

              Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

              Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

              412 Anaacutelise socioambiental

              4121 Demanda de mercado

              As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

              Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

              com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

              Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

              As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

              A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

              A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

              [(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

              Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

              Fonte IBGE 2019

              Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

              Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

              A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

              Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

              Fonte BEN 2019

              Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

              Fonte BEN 2019

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

              O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

              De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

              Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

              A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

              Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

              Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

              A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

              O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

              Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

              Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

              A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

              Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

              Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

              Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

              Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

              Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

              Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

              Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

              Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

              Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

              E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

              4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

              Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

              O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

              Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

              Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

              Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

              Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

              Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

              Fonte CRESESB - CEPEL

              Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

              De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

              Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

              Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

              Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

              Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

              O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

              seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

              Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

              Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

              Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

              No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

              A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

              Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

              Fonte EPE - PNE 2050

              Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

              Fonte EPE 2018

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

              4123 Impacto socioambiental

              Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

              As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

              De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

              O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

              Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

              Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

              O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

              Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

              de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

              Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

              Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

              Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

              Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

              Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

              Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

              O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

              isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

              Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

              Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

              Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

              Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

              Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

              Fonte IRENA 2016

              Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

              No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

              A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

              bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

              bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

              bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

              Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

              Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

              Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

              De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

              Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

              Fonte EPE 2019

              No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

              Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

              bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

              bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

              bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

              bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

              Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

              4124 Sustentabilidade

              O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

              No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

              A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

              De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

              O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

              Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

              bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

              bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

              bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

              bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

              bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

              bull programas de educaccedilatildeo

              Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

              Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

              Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

              Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

              E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

              O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

              Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

              De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

              Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

              Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

              Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

              4125 Principais incentivos no Brasil

              O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

              De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

              Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

              Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

              instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

              Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

              O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

              Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

              bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

              bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

              bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

              bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

              Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

              Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

              O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

              Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

              Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

              De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

              Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

              Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

              Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

              bull empresas sediadas no paiacutes

              bull administraccedilatildeo puacuteblica

              bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

              Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

              bull produtores rurais

              bull transportadores autocircnomos de carga

              bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

              bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

              bull condomiacutenios

              Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

              bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

              bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

              bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

              bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

              bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

              Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

              bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

              bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

              O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

              O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

              Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

              5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

              Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

              Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

              O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

              A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

              Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

              Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

              72

              Referecircncias

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              EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

              Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

              Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

              Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

              Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

              Referecircncias 74

              Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

              Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

              Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

              Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

              Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

              Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

              World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

              FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

              FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

              FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

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              GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

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              INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

              INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

              Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

              IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

              MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

              ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

              ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

              PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

              PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

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              SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

              SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

              • Folha de rosto
              • Dedicatoacuteria
              • Epiacutegrafe
              • Sumaacuterio
              • Lista de ilustraccedilotildees
              • Lista de tabelas
              • Lista de abreviaturas e siglas
              • Resumo
              • Abstract
              • CAPIacuteTULO I
                • INTRODUCcedilAtildeO
                • Objetivos
                • Justificativa
                  • CAPIacuteTULO II
                    • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
                    • Energia solar
                    • Sistemas fotovoltaicos
                      • CAPIacuteTULO III
                        • METODOLOGIA
                          • CAPIacuteTULO IV
                            • ANAacuteLISES
                              • Anaacutelise teacutecnica
                                • Sistema ON-Grid
                                • Sistema OFF-Grid
                                • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                                  • Anaacutelise socioambiental
                                    • Demanda de mercado
                                    • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                                    • Impacto socioambiental
                                    • Sustentabilidade
                                    • Principais incentivos no Brasil
                                      • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                                      • Referecircncias

                Lista de tabelas

                Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW) 33Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica () 48Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh) 49Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional 51Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica 52Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo 55Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos 58

                Lista de abreviaturas e siglas

                ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

                ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

                BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

                BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

                CA Corrente Alternada

                CC Corrente Contiacutenua

                CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

                CO2 Dioacutexido de carbono

                CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

                EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

                FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

                FV Fotovoltaico

                GEE Gases de Efeito Estufa

                GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

                GWp Gigawatt-pico

                IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

                INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

                kW Quilowatt

                kWh Quilowatt-hora

                kWp Quilowatt-pico

                MME Ministeacuterio de Minas e Energia

                Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

                MW Megawatt

                MWp Megawatt-pico

                nm Nano-metro

                OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

                ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

                ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

                PIB Produto Interno Bruto

                PNE Plano Nacional de Energia

                PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

                THz Tera-Hertz

                TWh Terawatt-hora

                UCs Unidades Consumidoras

                UFV Central Geradora Fotovoltaica

                ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

                Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

                AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

                Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

                1 CAPIacuteTULO I

                11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

                pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

                A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

                Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

                As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

                O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

                Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

                Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

                Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

                Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

                Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

                Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

                Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

                Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

                12 Objetivos

                Objetivo Geral

                O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

                Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

                Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

                Objetivos Especiacuteficos

                Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

                bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

                bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

                bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

                13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

                atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

                O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

                Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

                Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

                Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

                Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

                fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

                O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

                A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

                Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

                2 CAPIacuteTULO II

                21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

                mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

                Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

                Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

                Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

                Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

                A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

                No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

                Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

                A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

                Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

                Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

                Fonte BEN 2019

                Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

                Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

                residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

                habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

                Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

                A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

                Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

                Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

                Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

                22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

                na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

                Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

                afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

                1 Combustiacuteveis foacutesseis

                2 Radiaccedilatildeo solar

                3 Ventos

                4 Recursos hiacutedricos

                5 Biomassa

                6 Elementos radioativos

                7 Geotermas

                8 Oceanos

                Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

                De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

                O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

                A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

                Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

                Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

                A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

                A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

                Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

                Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

                Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

                Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

                Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

                A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

                Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

                No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

                Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

                23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

                foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

                Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

                Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

                De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

                As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

                Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

                A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

                Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

                Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

                O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

                A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

                Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

                Fonte GEPEA

                A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

                Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

                Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

                solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

                Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

                3 CAPIacuteTULO III

                31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

                tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

                Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

                Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

                Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

                bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

                bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

                Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

                Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

                Fonte Elaborado pelo autor

                4 CAPIacuteTULO IV

                41 ANAacuteLISES

                411 Anaacutelise teacutecnica

                Geraccedilatildeo Centralizada

                Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

                A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

                Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

                Fonte CCEEABSOLAR 2019

                A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

                A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

                Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

                A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

                Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

                A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

                De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

                Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

                Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

                bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

                bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

                A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

                de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

                Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

                bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

                bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

                bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

                bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

                Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

                Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

                Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

                Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

                A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

                Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

                Fonte EPE 2019

                Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

                Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

                Fonte EPE 2019

                A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

                Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

                Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

                4111 Sistema ON-Grid

                Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

                Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

                Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

                Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

                Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

                Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

                Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

                Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

                Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

                A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

                O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

                Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

                Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

                Fonte PORTAL SOLAR

                1 PAINEL FOTOVOLTAICO

                O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

                2 INVERSOR

                O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

                Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

                Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

                bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

                bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

                bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

                bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

                bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

                bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

                bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

                bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

                3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

                A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

                4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

                A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

                5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

                O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

                Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

                Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

                eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

                A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

                E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

                Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

                Fonte Blue Sol

                Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

                Fonte Blue Sol

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

                4112 Sistema OFF-Grid

                Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

                Conforme Decreto (2010)

                bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

                bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

                Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

                Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

                Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

                Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

                As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

                Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

                Fonte FPME

                Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

                Fonte CRESESB 2006

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

                Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

                1 PAINEL FOTOVOLTAICO

                Como nos sistemas ON-Grid

                2 CONTROLADORES DE CARGA

                Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

                3 BATERIAS

                Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

                Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

                4 INVERSOR

                Como nos sistemas ON-Grid

                Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

                Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

                armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

                A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

                bull Carga CC sem armazenamento

                Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

                bull Carga CC com armazenamento

                Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

                bull Carga CA sem armazenamento

                Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

                bull Carga CA com armazenamento

                Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

                Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

                Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

                unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

                Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

                Fonte Blue Sol

                Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

                Fonte Blue Sol

                4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

                Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

                tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

                Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

                bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

                bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

                bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

                Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

                Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

                Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

                Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

                Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

                Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

                bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

                bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

                bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

                bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

                bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

                A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

                Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

                Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

                bull aumento da taxa de autoconsumo

                bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

                bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

                O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

                Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

                Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

                Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

                Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

                Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

                412 Anaacutelise socioambiental

                4121 Demanda de mercado

                As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

                Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

                com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

                Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

                As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

                A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

                A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

                [(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

                Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

                Fonte IBGE 2019

                Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

                Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

                A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

                Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

                Fonte BEN 2019

                Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

                Fonte BEN 2019

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

                O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

                De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

                Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

                A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

                Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

                Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

                A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

                O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

                Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

                Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

                Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

                Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

                Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

                Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

                Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

                Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

                Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

                Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

                E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

                4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

                Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

                O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

                Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

                Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

                Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

                Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

                Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

                Fonte CRESESB - CEPEL

                Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

                De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

                Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

                Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

                Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

                Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

                O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

                seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

                Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

                Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

                Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

                No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

                A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

                Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

                Fonte EPE - PNE 2050

                Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

                Fonte EPE 2018

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

                4123 Impacto socioambiental

                Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

                As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

                De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

                O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

                Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

                Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

                O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

                Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

                de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

                Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

                Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

                Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

                Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

                Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

                Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

                O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

                isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

                Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

                Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

                Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

                Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

                Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

                Fonte IRENA 2016

                Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

                No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

                A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

                bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

                bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

                bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

                Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

                Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

                Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

                De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

                Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

                Fonte EPE 2019

                No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

                Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

                bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

                bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

                bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

                bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

                Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

                4124 Sustentabilidade

                O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

                No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

                A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

                De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

                O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

                Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

                bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

                bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

                bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

                bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

                bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

                bull programas de educaccedilatildeo

                Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

                Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

                Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

                Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

                E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

                O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

                Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

                De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

                Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

                Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

                Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

                4125 Principais incentivos no Brasil

                O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

                De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

                Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

                Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

                instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

                Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

                O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

                Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

                bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

                bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

                bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

                bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

                Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

                Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

                O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

                Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

                Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

                De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

                Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

                Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

                Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

                bull empresas sediadas no paiacutes

                bull administraccedilatildeo puacuteblica

                bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

                Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

                bull produtores rurais

                bull transportadores autocircnomos de carga

                bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

                bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

                bull condomiacutenios

                Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

                bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

                bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

                bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

                bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

                bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

                Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

                bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

                bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

                O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

                O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

                Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

                5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

                Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

                Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

                O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

                A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

                Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

                Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

                72

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                Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

                Referecircncias 75

                Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

                INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

                INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

                Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

                IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

                MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

                ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

                ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

                PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

                PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

                ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

                SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

                SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

                • Folha de rosto
                • Dedicatoacuteria
                • Epiacutegrafe
                • Sumaacuterio
                • Lista de ilustraccedilotildees
                • Lista de tabelas
                • Lista de abreviaturas e siglas
                • Resumo
                • Abstract
                • CAPIacuteTULO I
                  • INTRODUCcedilAtildeO
                  • Objetivos
                  • Justificativa
                    • CAPIacuteTULO II
                      • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
                      • Energia solar
                      • Sistemas fotovoltaicos
                        • CAPIacuteTULO III
                          • METODOLOGIA
                            • CAPIacuteTULO IV
                              • ANAacuteLISES
                                • Anaacutelise teacutecnica
                                  • Sistema ON-Grid
                                  • Sistema OFF-Grid
                                  • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                                    • Anaacutelise socioambiental
                                      • Demanda de mercado
                                      • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                                      • Impacto socioambiental
                                      • Sustentabilidade
                                      • Principais incentivos no Brasil
                                        • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                                        • Referecircncias

                  Lista de abreviaturas e siglas

                  ABSOLAR Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

                  ANEEL Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica

                  BEN Balanccedilo Energeacutetico Nacional

                  BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econocircmico e Social

                  CA Corrente Alternada

                  CC Corrente Contiacutenua

                  CEMIG Companhia Energeacutetica de Minas Gerais

                  CO2 Dioacutexido de carbono

                  CRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio Brito

                  EPE Empresa de Pesquisa Energeacutetica

                  FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

                  FV Fotovoltaico

                  GEE Gases de Efeito Estufa

                  GEPEA Grupo de Energia Escola Politeacutecnica Universidade de Satildeo Paulo

                  GWp Gigawatt-pico

                  IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica

                  INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia

                  kW Quilowatt

                  kWh Quilowatt-hora

                  kWp Quilowatt-pico

                  MME Ministeacuterio de Minas e Energia

                  Mtep Mega-tonelada equivalente de petroacuteleo (aproximadamente 11500 GWh)

                  MW Megawatt

                  MWp Megawatt-pico

                  nm Nano-metro

                  OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

                  ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

                  ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

                  PIB Produto Interno Bruto

                  PNE Plano Nacional de Energia

                  PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

                  THz Tera-Hertz

                  TWh Terawatt-hora

                  UCs Unidades Consumidoras

                  UFV Central Geradora Fotovoltaica

                  ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

                  Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

                  AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

                  Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

                  1 CAPIacuteTULO I

                  11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

                  pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

                  A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

                  Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

                  As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

                  O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

                  Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

                  Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

                  Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

                  Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

                  Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

                  Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

                  Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

                  Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

                  12 Objetivos

                  Objetivo Geral

                  O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

                  Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

                  Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

                  Objetivos Especiacuteficos

                  Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

                  bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

                  bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

                  bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

                  13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

                  atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

                  O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

                  Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

                  Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

                  Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

                  Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

                  fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

                  O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

                  A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

                  Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

                  2 CAPIacuteTULO II

                  21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

                  mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

                  Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

                  Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

                  Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

                  Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

                  A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

                  No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

                  Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

                  A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

                  Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

                  Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

                  Fonte BEN 2019

                  Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

                  Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

                  residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

                  habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

                  Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

                  A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

                  Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

                  Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

                  Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

                  22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

                  na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

                  Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

                  afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

                  1 Combustiacuteveis foacutesseis

                  2 Radiaccedilatildeo solar

                  3 Ventos

                  4 Recursos hiacutedricos

                  5 Biomassa

                  6 Elementos radioativos

                  7 Geotermas

                  8 Oceanos

                  Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

                  De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

                  O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

                  A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

                  Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

                  Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

                  A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

                  A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

                  Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

                  Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

                  Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

                  Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

                  Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

                  A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

                  Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

                  No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

                  Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

                  23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

                  foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

                  Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

                  Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

                  De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

                  As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

                  Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

                  A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

                  Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

                  Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

                  O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

                  A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

                  Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

                  Fonte GEPEA

                  A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

                  Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

                  Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

                  solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

                  Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

                  3 CAPIacuteTULO III

                  31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

                  tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

                  Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

                  Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

                  Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

                  bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

                  bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

                  Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

                  Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

                  Fonte Elaborado pelo autor

                  4 CAPIacuteTULO IV

                  41 ANAacuteLISES

                  411 Anaacutelise teacutecnica

                  Geraccedilatildeo Centralizada

                  Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

                  A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

                  Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

                  Fonte CCEEABSOLAR 2019

                  A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

                  A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

                  Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

                  A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

                  Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

                  A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

                  De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

                  Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

                  Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

                  bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

                  bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

                  A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

                  de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

                  Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

                  bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

                  bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

                  bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

                  bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

                  Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

                  Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

                  Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

                  Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

                  A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

                  Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

                  Fonte EPE 2019

                  Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

                  Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

                  Fonte EPE 2019

                  A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

                  Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

                  Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

                  4111 Sistema ON-Grid

                  Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

                  Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

                  Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

                  Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

                  Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

                  Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

                  Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

                  Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

                  Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

                  A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

                  O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

                  Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

                  Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

                  Fonte PORTAL SOLAR

                  1 PAINEL FOTOVOLTAICO

                  O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

                  2 INVERSOR

                  O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

                  Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

                  Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

                  bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

                  bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

                  bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

                  bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

                  bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

                  bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

                  bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

                  bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

                  3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

                  A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

                  4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

                  A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

                  5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

                  O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

                  Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

                  Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

                  eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

                  A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

                  E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

                  Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

                  Fonte Blue Sol

                  Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

                  Fonte Blue Sol

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

                  4112 Sistema OFF-Grid

                  Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

                  Conforme Decreto (2010)

                  bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

                  bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

                  Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

                  Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

                  Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

                  Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

                  As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

                  Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

                  Fonte FPME

                  Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

                  Fonte CRESESB 2006

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

                  Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

                  1 PAINEL FOTOVOLTAICO

                  Como nos sistemas ON-Grid

                  2 CONTROLADORES DE CARGA

                  Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

                  3 BATERIAS

                  Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

                  Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

                  4 INVERSOR

                  Como nos sistemas ON-Grid

                  Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

                  Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

                  armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

                  A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

                  bull Carga CC sem armazenamento

                  Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

                  bull Carga CC com armazenamento

                  Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

                  bull Carga CA sem armazenamento

                  Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

                  bull Carga CA com armazenamento

                  Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

                  Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

                  Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

                  unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

                  Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

                  Fonte Blue Sol

                  Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

                  Fonte Blue Sol

                  4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

                  Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

                  tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

                  Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

                  bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

                  bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

                  bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

                  Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

                  Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

                  Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

                  Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

                  Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

                  Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

                  bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

                  bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

                  bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

                  bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

                  bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

                  A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

                  Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

                  Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

                  bull aumento da taxa de autoconsumo

                  bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

                  bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

                  O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

                  Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

                  Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

                  Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

                  Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

                  Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

                  412 Anaacutelise socioambiental

                  4121 Demanda de mercado

                  As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

                  Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

                  com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

                  Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

                  As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

                  A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

                  A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

                  [(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

                  Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

                  Fonte IBGE 2019

                  Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

                  Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

                  A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

                  Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

                  Fonte BEN 2019

                  Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

                  Fonte BEN 2019

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

                  O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

                  De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

                  Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

                  A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

                  Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

                  Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

                  A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

                  O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

                  Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

                  Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                  A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

                  Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

                  Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                  Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

                  Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

                  Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

                  Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

                  Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

                  Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

                  Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

                  E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

                  4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

                  Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

                  O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

                  Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

                  Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

                  Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

                  Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

                  Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

                  Fonte CRESESB - CEPEL

                  Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

                  De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

                  Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

                  Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

                  Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

                  Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

                  O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

                  seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

                  Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

                  Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

                  Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

                  No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

                  A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

                  Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

                  Fonte EPE - PNE 2050

                  Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

                  Fonte EPE 2018

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

                  4123 Impacto socioambiental

                  Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

                  As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

                  De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

                  O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

                  Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

                  Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

                  O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

                  Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

                  de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

                  Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

                  Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

                  Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

                  Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

                  Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

                  Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

                  O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

                  isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

                  Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

                  Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

                  Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

                  Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

                  Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

                  Fonte IRENA 2016

                  Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

                  No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

                  A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

                  bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

                  bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

                  bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

                  Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

                  Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

                  Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

                  De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

                  Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

                  Fonte EPE 2019

                  No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

                  Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

                  bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

                  bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

                  bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

                  bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

                  Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

                  4124 Sustentabilidade

                  O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

                  No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

                  A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

                  De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

                  O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

                  Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

                  bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

                  bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

                  bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

                  bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

                  bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

                  bull programas de educaccedilatildeo

                  Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

                  Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

                  Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

                  Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

                  E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

                  O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

                  Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

                  De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

                  Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

                  Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

                  Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

                  4125 Principais incentivos no Brasil

                  O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

                  De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

                  Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

                  Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

                  instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

                  Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

                  O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

                  Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

                  bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

                  bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

                  bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

                  bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

                  Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

                  Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

                  O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

                  Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

                  Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

                  De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

                  Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

                  Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

                  Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

                  bull empresas sediadas no paiacutes

                  bull administraccedilatildeo puacuteblica

                  bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

                  Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

                  bull produtores rurais

                  bull transportadores autocircnomos de carga

                  bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

                  bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

                  bull condomiacutenios

                  Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

                  bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

                  bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

                  bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

                  bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

                  bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

                  Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

                  bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

                  bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

                  O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

                  O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

                  Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

                  5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

                  Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

                  Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

                  O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

                  A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

                  Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

                  Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

                  72

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                  IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

                  Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

                  Referecircncias 75

                  Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

                  INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

                  INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

                  Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

                  IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

                  MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

                  ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

                  ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

                  PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

                  PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

                  ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

                  SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

                  SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

                  • Folha de rosto
                  • Dedicatoacuteria
                  • Epiacutegrafe
                  • Sumaacuterio
                  • Lista de ilustraccedilotildees
                  • Lista de tabelas
                  • Lista de abreviaturas e siglas
                  • Resumo
                  • Abstract
                  • CAPIacuteTULO I
                    • INTRODUCcedilAtildeO
                    • Objetivos
                    • Justificativa
                      • CAPIacuteTULO II
                        • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
                        • Energia solar
                        • Sistemas fotovoltaicos
                          • CAPIacuteTULO III
                            • METODOLOGIA
                              • CAPIacuteTULO IV
                                • ANAacuteLISES
                                  • Anaacutelise teacutecnica
                                    • Sistema ON-Grid
                                    • Sistema OFF-Grid
                                    • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                                      • Anaacutelise socioambiental
                                        • Demanda de mercado
                                        • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                                        • Impacto socioambiental
                                        • Sustentabilidade
                                        • Principais incentivos no Brasil
                                          • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                                          • Referecircncias

                    nm Nano-metro

                    OFF-Grid Sistemas com armazenamentos independentes

                    ON-Grid Sistemas conectados agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo

                    ONU Organizaccedilatildeo das Naccedilotildees Unidas

                    PIB Produto Interno Bruto

                    PNE Plano Nacional de Energia

                    PNUMA Programa das Naccedilotildees Unidas para o Meio Ambiente

                    THz Tera-Hertz

                    TWh Terawatt-hora

                    UCs Unidades Consumidoras

                    UFV Central Geradora Fotovoltaica

                    ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

                    Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

                    AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

                    Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

                    1 CAPIacuteTULO I

                    11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

                    pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

                    A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

                    Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

                    As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

                    O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

                    Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

                    Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

                    Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

                    Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

                    Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

                    Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

                    Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

                    Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

                    12 Objetivos

                    Objetivo Geral

                    O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

                    Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

                    Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

                    Objetivos Especiacuteficos

                    Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

                    bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

                    bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

                    bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

                    13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

                    atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

                    O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

                    Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

                    Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

                    Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

                    Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

                    fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

                    O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

                    A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

                    Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

                    2 CAPIacuteTULO II

                    21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

                    mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

                    Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

                    Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

                    Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

                    Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

                    A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

                    No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

                    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

                    A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

                    Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

                    Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

                    Fonte BEN 2019

                    Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

                    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

                    residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

                    habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

                    Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

                    A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

                    Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

                    Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

                    Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

                    22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

                    na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

                    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

                    afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

                    1 Combustiacuteveis foacutesseis

                    2 Radiaccedilatildeo solar

                    3 Ventos

                    4 Recursos hiacutedricos

                    5 Biomassa

                    6 Elementos radioativos

                    7 Geotermas

                    8 Oceanos

                    Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

                    De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

                    O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

                    A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

                    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

                    Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

                    A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

                    A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

                    Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

                    Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

                    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

                    Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

                    Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

                    A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

                    Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

                    No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

                    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

                    23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

                    foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

                    Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

                    Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

                    De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

                    As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

                    Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

                    A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

                    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

                    Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

                    O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

                    A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

                    Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

                    Fonte GEPEA

                    A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

                    Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

                    Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

                    solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

                    Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

                    3 CAPIacuteTULO III

                    31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

                    tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

                    Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

                    Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

                    Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

                    bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

                    bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

                    Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

                    Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

                    Fonte Elaborado pelo autor

                    4 CAPIacuteTULO IV

                    41 ANAacuteLISES

                    411 Anaacutelise teacutecnica

                    Geraccedilatildeo Centralizada

                    Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

                    A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

                    Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

                    Fonte CCEEABSOLAR 2019

                    A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

                    A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

                    Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

                    A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

                    Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

                    A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

                    De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

                    Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

                    Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

                    bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

                    bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

                    A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

                    de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

                    Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

                    bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

                    bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

                    bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

                    bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

                    Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

                    Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

                    Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

                    Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

                    A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

                    Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

                    Fonte EPE 2019

                    Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

                    Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

                    Fonte EPE 2019

                    A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

                    Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

                    Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

                    4111 Sistema ON-Grid

                    Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

                    Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

                    Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

                    Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

                    Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

                    Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

                    Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

                    Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

                    Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

                    A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

                    O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

                    Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

                    Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

                    Fonte PORTAL SOLAR

                    1 PAINEL FOTOVOLTAICO

                    O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

                    2 INVERSOR

                    O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

                    Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

                    Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

                    bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

                    bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

                    bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

                    bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

                    bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

                    bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

                    bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

                    bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

                    3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

                    A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

                    4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

                    A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

                    5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

                    O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

                    Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

                    Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

                    eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

                    A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

                    E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

                    Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

                    Fonte Blue Sol

                    Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

                    Fonte Blue Sol

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

                    4112 Sistema OFF-Grid

                    Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

                    Conforme Decreto (2010)

                    bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

                    bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

                    Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

                    Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

                    Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

                    Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

                    As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

                    Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

                    Fonte FPME

                    Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

                    Fonte CRESESB 2006

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

                    Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

                    1 PAINEL FOTOVOLTAICO

                    Como nos sistemas ON-Grid

                    2 CONTROLADORES DE CARGA

                    Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

                    3 BATERIAS

                    Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

                    Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

                    4 INVERSOR

                    Como nos sistemas ON-Grid

                    Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

                    Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

                    armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

                    A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

                    bull Carga CC sem armazenamento

                    Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

                    bull Carga CC com armazenamento

                    Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

                    bull Carga CA sem armazenamento

                    Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

                    bull Carga CA com armazenamento

                    Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

                    Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

                    Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

                    unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

                    Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

                    Fonte Blue Sol

                    Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

                    Fonte Blue Sol

                    4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

                    Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

                    tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

                    Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

                    bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

                    bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

                    bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

                    Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

                    Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

                    Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

                    Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

                    Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

                    Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

                    bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

                    bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

                    bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

                    bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

                    bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

                    A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

                    Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

                    Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

                    bull aumento da taxa de autoconsumo

                    bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

                    bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

                    O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

                    Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

                    Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

                    Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

                    Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

                    Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

                    412 Anaacutelise socioambiental

                    4121 Demanda de mercado

                    As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

                    Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

                    com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

                    Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

                    As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

                    A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

                    A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

                    [(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

                    Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

                    Fonte IBGE 2019

                    Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

                    Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

                    A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

                    Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

                    Fonte BEN 2019

                    Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

                    Fonte BEN 2019

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

                    O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

                    De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

                    Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

                    A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

                    Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

                    Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

                    A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

                    O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

                    Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

                    Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                    A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

                    Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

                    Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                    Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

                    Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

                    Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

                    Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

                    Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

                    Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

                    Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

                    E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

                    4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

                    Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

                    O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

                    Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

                    Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

                    Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

                    Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

                    Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

                    Fonte CRESESB - CEPEL

                    Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

                    De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

                    Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

                    Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

                    Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

                    Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

                    O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

                    seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

                    Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

                    Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

                    Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

                    No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

                    A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

                    Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

                    Fonte EPE - PNE 2050

                    Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

                    Fonte EPE 2018

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

                    4123 Impacto socioambiental

                    Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

                    As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

                    De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

                    O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

                    Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

                    Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

                    O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

                    Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

                    de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

                    Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

                    Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

                    Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

                    Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

                    Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

                    Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

                    O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

                    isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

                    Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

                    Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

                    Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

                    Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

                    Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

                    Fonte IRENA 2016

                    Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

                    No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

                    A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

                    bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

                    bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

                    bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

                    Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

                    Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

                    Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

                    De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

                    Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

                    Fonte EPE 2019

                    No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

                    Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

                    bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

                    bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

                    bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

                    bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

                    Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

                    4124 Sustentabilidade

                    O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

                    No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

                    A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

                    De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

                    O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

                    Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

                    bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

                    bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

                    bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

                    bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

                    bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

                    bull programas de educaccedilatildeo

                    Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

                    Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

                    Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

                    Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

                    E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

                    O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

                    Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

                    De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

                    Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

                    Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

                    Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

                    4125 Principais incentivos no Brasil

                    O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

                    De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

                    Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

                    Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

                    instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

                    Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

                    O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

                    Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

                    bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

                    bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

                    bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

                    bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

                    Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

                    Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

                    O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

                    Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

                    Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

                    De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

                    Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

                    Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

                    Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

                    bull empresas sediadas no paiacutes

                    bull administraccedilatildeo puacuteblica

                    bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

                    Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

                    bull produtores rurais

                    bull transportadores autocircnomos de carga

                    bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

                    bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

                    bull condomiacutenios

                    Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

                    bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

                    bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

                    bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

                    bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

                    bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

                    Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

                    bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

                    bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

                    O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

                    O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

                    Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

                    5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

                    Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

                    Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

                    O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

                    A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

                    Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

                    Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

                    72

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                    Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

                    INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

                    INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

                    Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

                    IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

                    MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

                    ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

                    ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

                    PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

                    PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

                    ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

                    SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

                    SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

                    • Folha de rosto
                    • Dedicatoacuteria
                    • Epiacutegrafe
                    • Sumaacuterio
                    • Lista de ilustraccedilotildees
                    • Lista de tabelas
                    • Lista de abreviaturas e siglas
                    • Resumo
                    • Abstract
                    • CAPIacuteTULO I
                      • INTRODUCcedilAtildeO
                      • Objetivos
                      • Justificativa
                        • CAPIacuteTULO II
                          • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
                          • Energia solar
                          • Sistemas fotovoltaicos
                            • CAPIacuteTULO III
                              • METODOLOGIA
                                • CAPIacuteTULO IV
                                  • ANAacuteLISES
                                    • Anaacutelise teacutecnica
                                      • Sistema ON-Grid
                                      • Sistema OFF-Grid
                                      • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                                        • Anaacutelise socioambiental
                                          • Demanda de mercado
                                          • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                                          • Impacto socioambiental
                                          • Sustentabilidade
                                          • Principais incentivos no Brasil
                                            • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                                            • Referecircncias

                      ResumoO presente trabalho contextualiza a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio da fonte deenergia solar e apresenta um estudo sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Gridos quais satildeo sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetrica respectivamente Paratanto este trabalho apresenta duas anaacutelises sobre os sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid Em termos de anaacutelises cabe destacar que estas foram realizadas sob asperspectivas teacutecnica e socioambiental de modo que na primeira avalia-se os proacutepriossistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid Na segunda avalia-se a demanda de mercadoo potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica o impacto socioambientala sustentabilidade bem como os principais incentivos no Brasil referentes aos sistemasfotovoltaicos A relevacircncia deste trabalho se daacute pois pelo fato de haver instabilidade nopreccedilo das tarifas de energia eleacutetrica e em razatildeo das altas emissotildees de dioacutexido de carbono queafetam o clima e os ecossistemas do planeta Faz-se necessaacuteria neste contexto a utilizaccedilatildeode tecnologias para o benefiacutecio da sociedade tal como a energia solar fotovoltaica com opropoacutesito de desenvolver a economia por meio de uma energia limpa e renovaacutevel atraveacutesda implementaccedilatildeo de praacuteticas de sustentabilidade ambiental Como anaacutelise o estudoapresenta as vantagens e desvantagens dos dois sistemas supracitados Assim as anaacutelisesapresentadas neste estudo evidenciam que a implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos eacute umaoacutetima alternativa para reduzir os impactos ambientais e diversificar a matriz energeacuteticaEm termos complementares o estudo destaca a importacircncia do consumo consciente esustentaacutevel a fim de contribuir com a melhora da qualidade de vida das atuais e futurasgeraccedilotildees

                      Palavras-chave Energia solar Sistemas de energia fotovoltaica Sistemas ON-GridSistemas OFF-Grid

                      AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

                      Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

                      1 CAPIacuteTULO I

                      11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

                      pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

                      A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

                      Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

                      As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

                      O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

                      Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

                      Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

                      Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

                      Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

                      Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

                      Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

                      Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

                      Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

                      12 Objetivos

                      Objetivo Geral

                      O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

                      Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

                      Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

                      Objetivos Especiacuteficos

                      Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

                      bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

                      bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

                      bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

                      13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

                      atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

                      O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

                      Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

                      Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

                      Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

                      Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

                      fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

                      O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

                      A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

                      Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

                      2 CAPIacuteTULO II

                      21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

                      mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

                      Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

                      Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

                      Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

                      Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

                      A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

                      No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

                      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

                      A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

                      Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

                      Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

                      Fonte BEN 2019

                      Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

                      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

                      residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

                      habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

                      Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

                      A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

                      Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

                      Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

                      Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

                      22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

                      na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

                      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

                      afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

                      1 Combustiacuteveis foacutesseis

                      2 Radiaccedilatildeo solar

                      3 Ventos

                      4 Recursos hiacutedricos

                      5 Biomassa

                      6 Elementos radioativos

                      7 Geotermas

                      8 Oceanos

                      Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

                      De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

                      O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

                      A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

                      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

                      Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

                      A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

                      A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

                      Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

                      Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

                      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

                      Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

                      Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

                      A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

                      Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

                      No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

                      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

                      23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

                      foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

                      Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

                      Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

                      De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

                      As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

                      Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

                      A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

                      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

                      Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

                      O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

                      A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

                      Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

                      Fonte GEPEA

                      A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

                      Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

                      Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

                      solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

                      Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

                      3 CAPIacuteTULO III

                      31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

                      tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

                      Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

                      Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

                      Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

                      bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

                      bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

                      Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

                      Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

                      Fonte Elaborado pelo autor

                      4 CAPIacuteTULO IV

                      41 ANAacuteLISES

                      411 Anaacutelise teacutecnica

                      Geraccedilatildeo Centralizada

                      Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

                      A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

                      Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

                      Fonte CCEEABSOLAR 2019

                      A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

                      A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

                      Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

                      A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

                      Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

                      A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

                      De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

                      Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

                      Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

                      bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

                      bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

                      A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

                      de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

                      Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

                      bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

                      bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

                      bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

                      bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

                      Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

                      Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

                      Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

                      Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

                      A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

                      Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

                      Fonte EPE 2019

                      Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

                      Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

                      Fonte EPE 2019

                      A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

                      Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

                      Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

                      4111 Sistema ON-Grid

                      Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

                      Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

                      Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

                      Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

                      Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

                      Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

                      Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

                      Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

                      Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

                      A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

                      O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

                      Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

                      Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

                      Fonte PORTAL SOLAR

                      1 PAINEL FOTOVOLTAICO

                      O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

                      2 INVERSOR

                      O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

                      Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

                      Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

                      bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

                      bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

                      bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

                      bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

                      bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

                      bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

                      bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

                      bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

                      3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

                      A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

                      4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

                      A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

                      5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

                      O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

                      Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

                      Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

                      eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

                      A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

                      E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

                      Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

                      Fonte Blue Sol

                      Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

                      Fonte Blue Sol

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

                      4112 Sistema OFF-Grid

                      Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

                      Conforme Decreto (2010)

                      bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

                      bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

                      Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

                      Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

                      Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

                      Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

                      As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

                      Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

                      Fonte FPME

                      Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

                      Fonte CRESESB 2006

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

                      Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

                      1 PAINEL FOTOVOLTAICO

                      Como nos sistemas ON-Grid

                      2 CONTROLADORES DE CARGA

                      Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

                      3 BATERIAS

                      Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

                      Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

                      4 INVERSOR

                      Como nos sistemas ON-Grid

                      Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

                      Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

                      armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

                      A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

                      bull Carga CC sem armazenamento

                      Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

                      bull Carga CC com armazenamento

                      Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

                      bull Carga CA sem armazenamento

                      Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

                      bull Carga CA com armazenamento

                      Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

                      Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

                      Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

                      unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

                      Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

                      Fonte Blue Sol

                      Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

                      Fonte Blue Sol

                      4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

                      Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

                      tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

                      Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

                      bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

                      bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

                      bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

                      Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

                      Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

                      Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

                      Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

                      Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

                      Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

                      bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

                      bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

                      bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

                      bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

                      bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

                      A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

                      Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

                      Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

                      bull aumento da taxa de autoconsumo

                      bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

                      bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

                      O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

                      Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

                      Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

                      Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

                      Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

                      Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

                      412 Anaacutelise socioambiental

                      4121 Demanda de mercado

                      As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

                      Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

                      com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

                      Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

                      As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

                      A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

                      A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

                      [(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

                      Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

                      Fonte IBGE 2019

                      Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

                      Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

                      A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

                      Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

                      Fonte BEN 2019

                      Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

                      Fonte BEN 2019

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

                      O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

                      De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

                      Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

                      A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

                      Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

                      Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

                      A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

                      O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

                      Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

                      Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                      A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

                      Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

                      Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                      Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

                      Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

                      Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

                      Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

                      Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

                      Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

                      Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

                      E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

                      4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

                      Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

                      O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

                      Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

                      Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

                      Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

                      Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

                      Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

                      Fonte CRESESB - CEPEL

                      Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

                      De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

                      Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

                      Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

                      Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

                      Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

                      O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

                      seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

                      Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

                      Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

                      Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

                      No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

                      A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

                      Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

                      Fonte EPE - PNE 2050

                      Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

                      Fonte EPE 2018

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

                      4123 Impacto socioambiental

                      Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

                      As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

                      De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

                      O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

                      Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

                      Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

                      O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

                      Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

                      de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

                      Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

                      Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

                      Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

                      Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

                      Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

                      Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

                      O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

                      isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

                      Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

                      Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

                      Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

                      Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

                      Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

                      Fonte IRENA 2016

                      Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

                      No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

                      A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

                      bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

                      bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

                      bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

                      Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

                      Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

                      Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

                      De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

                      Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

                      Fonte EPE 2019

                      No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

                      Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

                      bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

                      bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

                      bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

                      bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

                      Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

                      4124 Sustentabilidade

                      O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

                      No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

                      A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

                      De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

                      O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

                      Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

                      bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

                      bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

                      bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

                      bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

                      bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

                      bull programas de educaccedilatildeo

                      Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

                      Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

                      Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

                      Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

                      E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

                      O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

                      Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

                      De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

                      Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

                      Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

                      Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

                      4125 Principais incentivos no Brasil

                      O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

                      De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

                      Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

                      Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

                      instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

                      Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

                      O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

                      Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

                      bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

                      bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

                      bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

                      bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

                      Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

                      Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

                      O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

                      Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

                      Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

                      De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

                      Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

                      Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

                      Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

                      bull empresas sediadas no paiacutes

                      bull administraccedilatildeo puacuteblica

                      bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

                      Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

                      bull produtores rurais

                      bull transportadores autocircnomos de carga

                      bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

                      bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

                      bull condomiacutenios

                      Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

                      bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

                      bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

                      bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

                      bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

                      bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

                      Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

                      bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

                      bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

                      O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

                      O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

                      Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

                      5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

                      Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

                      Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

                      O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

                      A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

                      Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

                      Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

                      72

                      Referecircncias

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                      Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

                      Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

                      Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

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                      Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

                      Referecircncias 74

                      Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

                      Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

                      Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

                      Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

                      Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

                      Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

                      World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

                      FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

                      FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

                      FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

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                      Referecircncias 75

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                      INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

                      Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

                      IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

                      MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

                      ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

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                      PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

                      PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

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                      SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

                      • Folha de rosto
                      • Dedicatoacuteria
                      • Epiacutegrafe
                      • Sumaacuterio
                      • Lista de ilustraccedilotildees
                      • Lista de tabelas
                      • Lista de abreviaturas e siglas
                      • Resumo
                      • Abstract
                      • CAPIacuteTULO I
                        • INTRODUCcedilAtildeO
                        • Objetivos
                        • Justificativa
                          • CAPIacuteTULO II
                            • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
                            • Energia solar
                            • Sistemas fotovoltaicos
                              • CAPIacuteTULO III
                                • METODOLOGIA
                                  • CAPIacuteTULO IV
                                    • ANAacuteLISES
                                      • Anaacutelise teacutecnica
                                        • Sistema ON-Grid
                                        • Sistema OFF-Grid
                                        • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                                          • Anaacutelise socioambiental
                                            • Demanda de mercado
                                            • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                                            • Impacto socioambiental
                                            • Sustentabilidade
                                            • Principais incentivos no Brasil
                                              • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                                              • Referecircncias

                        AbstractThe present work contextualizes an electric power generation through the solar energysource and presents a study about the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems whichare connected and not connected to the grid respectively To this end the work unit hastwo sessions on the ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In terms of analysis themain characteristics that could be achieved under the technical and socio-environmentalleadership the first the evaluation of ON-Grid and OFF-Grid photovoltaic systems In thesecond the market demand the Brazilian potential of photovoltaic solar energy generationthe social and environmental impact sustainability as well as the main incentives in Brazilregarding photovoltaic systems are evaluated The basis of this type of work is thereforethe fact that there is a priceless instability of the electricity tariffs and the reason for thehigh carbon emissions that affect the climate and the ecosystems of the planet In thiscontext the use of technologies for the benefit of society such as photovoltaic solar energyis necessary in order to develop an economy through clean and renewable energy throughthe implementation of environmental sustainability practices As an analysis the studypresents the advantages and disadvantages of the two systems mentioned above Thusas the latest analysis of the study is an application of photovoltaic systems it is one ofthe most viable alternatives for decision making and diversifying the energy matrix Incomplementary terms the study highlights the ability to become conscious and sustainablein order to contribute to improving the quality of life and future generations

                        Keywords Solar energy Photovoltaic systems ON-Grid Systems OFF-Grid systems

                        1 CAPIacuteTULO I

                        11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

                        pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

                        A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

                        Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

                        As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

                        O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

                        Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

                        Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

                        Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

                        Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

                        Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

                        Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

                        Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

                        Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

                        12 Objetivos

                        Objetivo Geral

                        O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

                        Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

                        Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

                        Objetivos Especiacuteficos

                        Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

                        bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

                        bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

                        bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

                        13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

                        atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

                        O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

                        Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

                        Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

                        Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

                        Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

                        fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

                        O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

                        A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

                        Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

                        2 CAPIacuteTULO II

                        21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

                        mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

                        Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

                        Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

                        Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

                        Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

                        A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

                        No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

                        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

                        A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

                        Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

                        Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

                        Fonte BEN 2019

                        Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

                        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

                        residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

                        habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

                        Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

                        A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

                        Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

                        Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

                        Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

                        22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

                        na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

                        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

                        afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

                        1 Combustiacuteveis foacutesseis

                        2 Radiaccedilatildeo solar

                        3 Ventos

                        4 Recursos hiacutedricos

                        5 Biomassa

                        6 Elementos radioativos

                        7 Geotermas

                        8 Oceanos

                        Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

                        De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

                        O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

                        A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

                        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

                        Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

                        A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

                        A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

                        Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

                        Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

                        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

                        Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

                        Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

                        A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

                        Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

                        No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

                        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

                        23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

                        foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

                        Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

                        Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

                        De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

                        As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

                        Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

                        A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

                        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

                        Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

                        O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

                        A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

                        Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

                        Fonte GEPEA

                        A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

                        Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

                        Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

                        solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

                        Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

                        3 CAPIacuteTULO III

                        31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

                        tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

                        Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

                        Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

                        Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

                        bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

                        bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

                        Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

                        Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

                        Fonte Elaborado pelo autor

                        4 CAPIacuteTULO IV

                        41 ANAacuteLISES

                        411 Anaacutelise teacutecnica

                        Geraccedilatildeo Centralizada

                        Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

                        A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

                        Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

                        Fonte CCEEABSOLAR 2019

                        A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

                        A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

                        Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

                        A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

                        Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

                        A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

                        De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

                        Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

                        Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

                        bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

                        bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

                        A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

                        de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

                        Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

                        bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

                        bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

                        bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

                        bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

                        Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

                        Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

                        Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

                        Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

                        A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

                        Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

                        Fonte EPE 2019

                        Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

                        Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

                        Fonte EPE 2019

                        A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

                        Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

                        Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

                        4111 Sistema ON-Grid

                        Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

                        Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

                        Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

                        Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

                        Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

                        Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

                        Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

                        Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

                        Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

                        A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

                        O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

                        Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

                        Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

                        Fonte PORTAL SOLAR

                        1 PAINEL FOTOVOLTAICO

                        O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

                        2 INVERSOR

                        O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

                        Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

                        Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

                        bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

                        bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

                        bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

                        bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

                        bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

                        bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

                        bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

                        bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

                        3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

                        A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

                        4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

                        A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

                        5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

                        O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

                        Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

                        Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

                        eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

                        A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

                        E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

                        Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

                        Fonte Blue Sol

                        Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

                        Fonte Blue Sol

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

                        4112 Sistema OFF-Grid

                        Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

                        Conforme Decreto (2010)

                        bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

                        bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

                        Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

                        Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

                        Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

                        Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

                        As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

                        Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

                        Fonte FPME

                        Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

                        Fonte CRESESB 2006

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

                        Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

                        1 PAINEL FOTOVOLTAICO

                        Como nos sistemas ON-Grid

                        2 CONTROLADORES DE CARGA

                        Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

                        3 BATERIAS

                        Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

                        Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

                        4 INVERSOR

                        Como nos sistemas ON-Grid

                        Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

                        Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

                        armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

                        A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

                        bull Carga CC sem armazenamento

                        Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

                        bull Carga CC com armazenamento

                        Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

                        bull Carga CA sem armazenamento

                        Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

                        bull Carga CA com armazenamento

                        Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

                        Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

                        Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

                        unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

                        Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

                        Fonte Blue Sol

                        Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

                        Fonte Blue Sol

                        4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

                        Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

                        tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

                        Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

                        bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

                        bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

                        bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

                        Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

                        Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

                        Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

                        Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

                        Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

                        Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

                        bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

                        bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

                        bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

                        bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

                        bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

                        A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

                        Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

                        Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

                        bull aumento da taxa de autoconsumo

                        bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

                        bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

                        O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

                        Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

                        Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

                        Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

                        Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

                        Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

                        412 Anaacutelise socioambiental

                        4121 Demanda de mercado

                        As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

                        Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

                        com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

                        Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

                        As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

                        A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

                        A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

                        [(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

                        Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

                        Fonte IBGE 2019

                        Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

                        Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

                        A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

                        Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

                        Fonte BEN 2019

                        Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

                        Fonte BEN 2019

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

                        O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

                        De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

                        Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

                        A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

                        Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

                        Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

                        A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

                        O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

                        Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

                        Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                        A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

                        Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

                        Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                        Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

                        Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

                        Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

                        Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

                        Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

                        Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

                        Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

                        E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

                        4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

                        Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

                        O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

                        Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

                        Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

                        Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

                        Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

                        Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

                        Fonte CRESESB - CEPEL

                        Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

                        De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

                        Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

                        Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

                        Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

                        Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

                        O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

                        seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

                        Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

                        Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

                        Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

                        No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

                        A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

                        Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

                        Fonte EPE - PNE 2050

                        Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

                        Fonte EPE 2018

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

                        4123 Impacto socioambiental

                        Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

                        As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

                        De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

                        O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

                        Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

                        Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

                        O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

                        Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

                        de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

                        Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

                        Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

                        Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

                        Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

                        Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

                        Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

                        O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

                        isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

                        Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

                        Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

                        Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

                        Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

                        Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

                        Fonte IRENA 2016

                        Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

                        No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

                        A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

                        bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

                        bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

                        bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

                        Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

                        Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

                        Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

                        De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

                        Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

                        Fonte EPE 2019

                        No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

                        Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

                        bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

                        bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

                        bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

                        bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

                        Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

                        4124 Sustentabilidade

                        O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

                        No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

                        A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

                        De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

                        O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

                        Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

                        bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

                        bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

                        bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

                        bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

                        bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

                        bull programas de educaccedilatildeo

                        Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

                        Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

                        Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

                        Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

                        E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

                        O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

                        Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

                        De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

                        Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

                        Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

                        Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

                        4125 Principais incentivos no Brasil

                        O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

                        De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

                        Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

                        Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

                        instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

                        Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

                        O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

                        Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

                        bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

                        bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

                        bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

                        bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

                        Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

                        Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

                        O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

                        Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

                        Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

                        De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

                        Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

                        Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

                        Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

                        bull empresas sediadas no paiacutes

                        bull administraccedilatildeo puacuteblica

                        bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

                        Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

                        bull produtores rurais

                        bull transportadores autocircnomos de carga

                        bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

                        bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

                        bull condomiacutenios

                        Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

                        bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

                        bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

                        bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

                        bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

                        bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

                        Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

                        bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

                        bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

                        O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

                        O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

                        Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

                        5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

                        Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

                        Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

                        O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

                        A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

                        Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

                        Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

                        72

                        Referecircncias

                        ABSOLAR Seminaacuterio Desafios da Geraccedilatildeo de Energia Eleacutetrica no Brasil Brasiacutelia ndash DF2017 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrdocuments1018415266087painel+3+ap+7+20171019+ABSOLAR+-+Energia+Solar+Fotovoltaica+-+Dr+Rodrigo+Lopes+Sauaiapdf54f8b161-751b-0639-bd04-77a60cac45c3gt

                        Perspectivas para a geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica no Brasil SatildeoPaulo 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwabsolarorgbrnoticiaartigos-da-absolarartigo-perspectivas-para-a-geracao-centralizada-solar-fotovoltaica-no-brasilhtmlgt

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                        Resoluccedilatildeo Normativa no 482 de 17 de abril de 2012 [Sl] Dis-poniacutevel em lthttpwww2aneelgovbrarquivosPDFResoluC3A7C3A3o20Normativa2048220de20201220-20bip-junho-2012pdfgt

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                        Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

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                        Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

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                        DECRETO No 7246 de 28 de julho de 2010 Brasil 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwplanaltogovbrccivil_03_Ato2007-20102010DecretoD7246htmgt

                        EPE Leilotildees Rio de Janeiro Disponiacutevel em lthttpepegovbrptleiloes-de-energialeiloesgt

                        Ministeacuterio de Minas e Energia Plano nacional de energia 2030 Secretariade Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico 2006ndash2007 Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-165topico-173PNE20203020-20Outras20Fontespdfgt

                        Plano Nacional de Energia 2050 Cenaacuterio soacutecio-econocircmico e demanda de energiaRio de Janeiro 2014 Disponiacutevel em lthttpwwwmmegovbrdocuments1058410745PNE_2050_workshop_eco_dem_vfpdf4203881d-d70b-4050-910e-d4dab0c6600egt

                        Nota teacutecnica DEA 01517 Anaacutelise socioambiental das fontes energeacuteticas dopde 2026 Rio de Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-40topico-76NT20DEA20015_17pdfgt

                        Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

                        Referecircncias 74

                        Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

                        Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

                        Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

                        Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

                        Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

                        Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

                        World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

                        FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

                        FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

                        FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

                        GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

                        GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

                        IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

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                        Referecircncias 75

                        Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

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                        MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

                        ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

                        ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

                        PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

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                        ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

                        SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

                        SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

                        • Folha de rosto
                        • Dedicatoacuteria
                        • Epiacutegrafe
                        • Sumaacuterio
                        • Lista de ilustraccedilotildees
                        • Lista de tabelas
                        • Lista de abreviaturas e siglas
                        • Resumo
                        • Abstract
                        • CAPIacuteTULO I
                          • INTRODUCcedilAtildeO
                          • Objetivos
                          • Justificativa
                            • CAPIacuteTULO II
                              • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
                              • Energia solar
                              • Sistemas fotovoltaicos
                                • CAPIacuteTULO III
                                  • METODOLOGIA
                                    • CAPIacuteTULO IV
                                      • ANAacuteLISES
                                        • Anaacutelise teacutecnica
                                          • Sistema ON-Grid
                                          • Sistema OFF-Grid
                                          • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                                            • Anaacutelise socioambiental
                                              • Demanda de mercado
                                              • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                                              • Impacto socioambiental
                                              • Sustentabilidade
                                              • Principais incentivos no Brasil
                                                • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                                                • Referecircncias

                          1 CAPIacuteTULO I

                          11 INTRODUCcedilAtildeONo ano de 1950 a populaccedilatildeo mundial era estimada em cerca de 26 bilhotildees de

                          pessoas ao passo que no ano de 1987 a populaccedilatildeo chegou a 5 bilhotildees Em 1999 o nuacutemerode habitantes era de 6 bilhotildees e apoacutes se passarem dez anos a marca de 7 bilhotildees foiatingida No ano de 2017 estimou-se cerca de 76 bilhotildees de habitantes no mundo (ONUBRASIL 2019)

                          A raacutepida expansatildeo do nuacutemero de habitantes no planeta Terra tem importantesimplicaccedilotildees em muitos setores da vida Algumas destas implicaccedilotildees podem ser citadastais quais a sauacutede e o envelhecimento a urbanizaccedilatildeo a demanda por habitaccedilatildeo oabastecimento inadequado de alimentos o acesso agrave aacutegua potaacutevel e agrave energia

                          Dentre as questotildees supracitadas a energia eacute destacada neste trabalho pelo fatode ser necessaacuteria para a vida do ser humano a exemplo disso tem-se acender a luz bemcomo preparar refeiccedilotildees Essa energia eacute fornecida por meio de um conjunto de fontesdisponiacuteveis para suprir a demanda de energia - matriz energeacutetica No entanto a matrizeleacutetrica - conjunto de fontes disponiacuteveis para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no mundo - fazparte da matriz energeacutetica a qual eacute composta por fontes natildeo renovaacuteveis e renovaacuteveis

                          As fontes de energia natildeo renovaacuteveis utilizam reservas naturais limitadas com lentosprocessos de formaccedilatildeo e curta existecircncia em comparaccedilatildeo com o raacutepido consumo pelo serhumano Tais fontes utilizam recursos naturais os quais seratildeo esgotados em curto periacuteodode tempo ou mesmo a longo prazo Em contrapartida as fontes de energia renovaacuteveis satildeoinesgotaacuteveis devido agrave constante renovaccedilatildeo ao serem utilizadas dentro de um intervalo detempo significativo Tambeacutem satildeo consideradas limpas por emitir menos gases de efeitoestufa - doravante GEE - se comparadas agraves fontes foacutesseis

                          O presente trabalho visa pois fazer um estudo da energia renovaacutevel como formade geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de maneira sustentaacutevel isto eacute sem poluir ou prejudicaro ecossistema Diante disso a crescente busca por tecnologias e fontes que contribuampositivamente com o meio ambiente torna-se uma medida eficiente como forma de diminuiros impactos socioambientais e a poluiccedilatildeo no mundo

                          Para tanto vale ressaltar que eacute necessaacuterio o desenvolvimento de poliacuteticas progra-mas governamentais estudos econocircmicos e sociais de maneira que se tenha um maioraproveitamento consciente das fontes renovaacuteveis Aleacutem disso segundo INPE (2017) eacute desuma importacircncia inovar e desenvolver tecnologias de maneira que se utilize e converta-se os recursos energeacuteticos naturais disponiacuteveis a fim de que haja desenvolvimento econsequentemente reduccedilatildeo em impactos socioambientais

                          Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

                          Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

                          Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

                          Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

                          Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

                          Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

                          Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

                          12 Objetivos

                          Objetivo Geral

                          O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

                          Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

                          Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

                          Objetivos Especiacuteficos

                          Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

                          bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

                          bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

                          bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

                          13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

                          atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

                          O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

                          Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

                          Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

                          Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

                          Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

                          fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

                          O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

                          A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

                          Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

                          2 CAPIacuteTULO II

                          21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

                          mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

                          Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

                          Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

                          Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

                          Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

                          A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

                          No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

                          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

                          A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

                          Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

                          Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

                          Fonte BEN 2019

                          Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

                          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

                          residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

                          habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

                          Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

                          A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

                          Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

                          Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

                          Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

                          22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

                          na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

                          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

                          afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

                          1 Combustiacuteveis foacutesseis

                          2 Radiaccedilatildeo solar

                          3 Ventos

                          4 Recursos hiacutedricos

                          5 Biomassa

                          6 Elementos radioativos

                          7 Geotermas

                          8 Oceanos

                          Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

                          De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

                          O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

                          A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

                          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

                          Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

                          A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

                          A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

                          Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

                          Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

                          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

                          Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

                          Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

                          A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

                          Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

                          No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

                          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

                          23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

                          foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

                          Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

                          Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

                          De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

                          As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

                          Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

                          A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

                          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

                          Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

                          O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

                          A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

                          Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

                          Fonte GEPEA

                          A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

                          Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

                          Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

                          solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

                          Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

                          3 CAPIacuteTULO III

                          31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

                          tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

                          Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

                          Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

                          Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

                          bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

                          bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

                          Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

                          Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

                          Fonte Elaborado pelo autor

                          4 CAPIacuteTULO IV

                          41 ANAacuteLISES

                          411 Anaacutelise teacutecnica

                          Geraccedilatildeo Centralizada

                          Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

                          A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

                          Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

                          Fonte CCEEABSOLAR 2019

                          A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

                          A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

                          Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

                          A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

                          Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

                          A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

                          De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

                          Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

                          Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

                          bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

                          bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

                          A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

                          de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

                          Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

                          bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

                          bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

                          bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

                          bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

                          Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

                          Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

                          Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

                          Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

                          A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

                          Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

                          Fonte EPE 2019

                          Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

                          Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

                          Fonte EPE 2019

                          A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

                          Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

                          Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

                          4111 Sistema ON-Grid

                          Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

                          Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

                          Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

                          Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

                          Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

                          Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

                          Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

                          Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

                          Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

                          A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

                          O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

                          Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

                          Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

                          Fonte PORTAL SOLAR

                          1 PAINEL FOTOVOLTAICO

                          O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

                          2 INVERSOR

                          O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

                          Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

                          Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

                          bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

                          bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

                          bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

                          bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

                          bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

                          bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

                          bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

                          bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

                          3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

                          A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

                          4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

                          A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

                          5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

                          O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

                          Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

                          Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

                          eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

                          A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

                          E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

                          Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

                          Fonte Blue Sol

                          Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

                          Fonte Blue Sol

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

                          4112 Sistema OFF-Grid

                          Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

                          Conforme Decreto (2010)

                          bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

                          bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

                          Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

                          Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

                          Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

                          Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

                          As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

                          Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

                          Fonte FPME

                          Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

                          Fonte CRESESB 2006

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

                          Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

                          1 PAINEL FOTOVOLTAICO

                          Como nos sistemas ON-Grid

                          2 CONTROLADORES DE CARGA

                          Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

                          3 BATERIAS

                          Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

                          Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

                          4 INVERSOR

                          Como nos sistemas ON-Grid

                          Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

                          Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

                          armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

                          A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

                          bull Carga CC sem armazenamento

                          Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

                          bull Carga CC com armazenamento

                          Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

                          bull Carga CA sem armazenamento

                          Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

                          bull Carga CA com armazenamento

                          Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

                          Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

                          Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

                          unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

                          Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

                          Fonte Blue Sol

                          Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

                          Fonte Blue Sol

                          4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

                          Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

                          tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

                          Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

                          bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

                          bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

                          bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

                          Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

                          Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

                          Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

                          Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

                          Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

                          Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

                          bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

                          bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

                          bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

                          bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

                          bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

                          A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

                          Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

                          Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

                          bull aumento da taxa de autoconsumo

                          bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

                          bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

                          O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

                          Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

                          Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

                          Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

                          Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

                          Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

                          412 Anaacutelise socioambiental

                          4121 Demanda de mercado

                          As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

                          Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

                          com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

                          Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

                          As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

                          A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

                          A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

                          [(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

                          Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

                          Fonte IBGE 2019

                          Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

                          Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

                          A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

                          Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

                          Fonte BEN 2019

                          Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

                          Fonte BEN 2019

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

                          O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

                          De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

                          Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

                          A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

                          Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

                          Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

                          A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

                          O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

                          Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

                          Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                          A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

                          Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

                          Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                          Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

                          Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

                          Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

                          Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

                          Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

                          Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

                          Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

                          E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

                          4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

                          Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

                          O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

                          Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

                          Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

                          Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

                          Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

                          Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

                          Fonte CRESESB - CEPEL

                          Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

                          De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

                          Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

                          Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

                          Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

                          Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

                          O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

                          seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

                          Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

                          Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

                          Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

                          No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

                          A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

                          Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

                          Fonte EPE - PNE 2050

                          Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

                          Fonte EPE 2018

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

                          4123 Impacto socioambiental

                          Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

                          As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

                          De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

                          O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

                          Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

                          Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

                          O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

                          Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

                          de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

                          Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

                          Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

                          Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

                          Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

                          Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

                          Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

                          O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

                          isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

                          Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

                          Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

                          Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

                          Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

                          Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

                          Fonte IRENA 2016

                          Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

                          No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

                          A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

                          bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

                          bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

                          bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

                          Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

                          Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

                          Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

                          De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

                          Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

                          Fonte EPE 2019

                          No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

                          Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

                          bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

                          bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

                          bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

                          bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

                          Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

                          4124 Sustentabilidade

                          O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

                          No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

                          A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

                          De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

                          O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

                          Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

                          bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

                          bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

                          bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

                          bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

                          bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

                          bull programas de educaccedilatildeo

                          Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

                          Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

                          Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

                          Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

                          E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

                          O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

                          Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

                          De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

                          Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

                          Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

                          Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

                          4125 Principais incentivos no Brasil

                          O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

                          De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

                          Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

                          Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

                          instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

                          Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

                          O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

                          Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

                          bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

                          bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

                          bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

                          bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

                          Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

                          Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

                          O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

                          Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

                          Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

                          De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

                          Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

                          Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

                          Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

                          bull empresas sediadas no paiacutes

                          bull administraccedilatildeo puacuteblica

                          bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

                          Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

                          bull produtores rurais

                          bull transportadores autocircnomos de carga

                          bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

                          bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

                          bull condomiacutenios

                          Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

                          bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

                          bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

                          bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

                          bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

                          bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

                          Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

                          bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

                          bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

                          O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

                          O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

                          Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

                          5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

                          Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

                          Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

                          O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

                          A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

                          Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

                          Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

                          72

                          Referecircncias

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                          Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

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                          • Folha de rosto
                          • Dedicatoacuteria
                          • Epiacutegrafe
                          • Sumaacuterio
                          • Lista de ilustraccedilotildees
                          • Lista de tabelas
                          • Lista de abreviaturas e siglas
                          • Resumo
                          • Abstract
                          • CAPIacuteTULO I
                            • INTRODUCcedilAtildeO
                            • Objetivos
                            • Justificativa
                              • CAPIacuteTULO II
                                • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
                                • Energia solar
                                • Sistemas fotovoltaicos
                                  • CAPIacuteTULO III
                                    • METODOLOGIA
                                      • CAPIacuteTULO IV
                                        • ANAacuteLISES
                                          • Anaacutelise teacutecnica
                                            • Sistema ON-Grid
                                            • Sistema OFF-Grid
                                            • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                                              • Anaacutelise socioambiental
                                                • Demanda de mercado
                                                • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                                                • Impacto socioambiental
                                                • Sustentabilidade
                                                • Principais incentivos no Brasil
                                                  • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                                                  • Referecircncias

                            Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 15

                            Deste modo o marco regulatoacuterio importante para o desenvolvimento de fontesrenovaacuteveis no Brasil iniciou-se com a Resoluccedilatildeo Normativa 4822012 A partir do mecircs dedezembro do ano de 2012 os sistemas de geraccedilatildeo que utilizam fontes renovaacuteveis a exemploda solar eoacutelica hiacutedrica e biomassa puderam injetar energia em paralelismo com a redeeleacutetrica das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo eleacutetrica do paiacutes

                            Em paiacuteses de alta renda o propoacutesito inicial dos sistemas fotovoltaicos era fornecerenergia eleacutetrica de forma isolada da rede da concessionaacuteria de energia eleacutetrica Poste-riormente e de maneira gradativa estes sistemas tambeacutem se interconectaram agrave redeeleacutetrica

                            Os sistemas fotovoltaicos satildeo classificados de acordo com a metodologia utilizadapara produzir energia eleacutetrica por meio da energia solar Tais sistemas tornaram-seimportantes devido agrave maneira com que eles contribuem para uma sociedade mais sustentaacutevelatraveacutes de uma energia abundantemente renovaacutevel No entanto a fonte renovaacutevel solarfotovoltaica eacute considerada fonte intermitente de energia Esse termo se daacute em decorrecircnciadas altas variaccedilotildees temporais associadas agraves condiccedilotildees meteoroloacutegicas presentes no local daplanta

                            Nestes contextos o tema escolhido seraacute desenvolvido com base nos sistemas fotovol-taicos os quais podem ser instalados de forma autocircnoma (OFF-Grid) ou conectados agrave redede distribuiccedilatildeo convencional (ON-Grid) A evoluccedilatildeo desses tipos de sistemas se torna umdos fatores que justificam a necessidade de se realizar pesquisas mais abrangentes que serelacionem com o processo de geraccedilatildeo de energia atraveacutes de uma fonte limpa e renovaacutevel

                            Assim sendo satildeo necessaacuterios estudos relacionados aos benefiacutecios ou natildeo geradospela aplicaccedilatildeo dos dois sistemas fotovoltaicos que utilizam a conversatildeo direta da energiasolar em energia eleacutetrica Tal conversatildeo eacute resultado dos efeitos de radiaccedilatildeo sobre algunsmateriais semicondutores em que destaca-se o efeito fotovoltaico

                            Aleacutem disso os sistemas fotovoltaicos representam uma maneira eficiente tanto parao consumidor utilizaacute-los conectados agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica (ON-Grid)como tambeacutem enquanto uma soluccedilatildeo para atender pequenas demandas de energia emlocais de difiacutecil acesso (OFF-Grid)

                            12 Objetivos

                            Objetivo Geral

                            O principal foco deste trabalho eacute o estudo comparativo dos sistemas fotovoltaicosque utilizam a conversatildeo direta de energia solar em energia eleacutetrica Desta forma esteestudo objetiva apresentar e comparar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de doisprincipais tipos de sistemas fotovoltaicos os quais seratildeo abordados neste trabalho osistema ON-Grid e o sistema OFF-Grid

                            Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 16

                            Cabe ressaltar tambeacutem que o enfoque teoacuterico dado ao estudo eacute voltado para ostrecircs paracircmetros teacutecnico social e ambiental

                            Objetivos Especiacuteficos

                            Os objetivos especiacuteficos do presente trabalho satildeo

                            bull desenvolver anaacutelises sobre o sistema fotovoltaico ON-Grid e sobre o sistema fo-tovoltaico OFF-Grid tanto do ponto de vista teacutecnico quanto do ponto de vistasocioambiental tendo como propoacutesito a sustentabilidade

                            bull comparar os dois sistemas fotovoltaicos de modo a apresentar onde satildeo mais utiliza-dos

                            bull conscientizar os futuros leitores deste trabalho a respeito da importacircncia do usode fontes alternativas de energia renovaacutevel (neste caso energia solar) a fim de seevitar maior poluiccedilatildeo de resiacuteduos eou gases poluentes geradores do efeito estufa edo aquecimento global

                            13 JustificativaA busca por novas fontes alternativas de energia estaacute cada vez mais presente nos dias

                            atuais uma vez que as tecnologias convencionais de energia que utilizam os combustiacuteveisfoacutesseis causam negativos impactos socioambientais ao liberarem GEE na Terra e porconsequecircncia contribuem para o aquecimento global e para as mudanccedilas climaacuteticas

                            O cenaacuterio brasileiro possui hidreleacutetricas como fonte principal de energia alternativaNo entanto com o crescente aumento populacional industrial e agriacutecola o consumo deenergia vem aumentando no paiacutes e aleacutem disso as frequentes estiagens acarretam criseshiacutedricas que prejudicam a oferta de energia no paiacutes bem como o consumidor final Umdos principais motivos eacute que em periacuteodos de seca haacute diminuiccedilatildeo dos reservatoacuterios nasusinas hidreleacutetricas responsaacuteveis pela maior parte da produccedilatildeo de energia eleacutetrica no paiacutes

                            Com isso a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica fica prejudicada e as concessionaacuterias pre-cisam contratar energia mais cara como as usinas termeleacutetricas Por consequecircncia osconsumidores finais recebem cobranccedilas adicionais na conta de luz e o valor eacute repassadopara as companhias a fim de se compensar os altos gastos nesses periacuteodos

                            Nesta perspectiva faz-se necessaacuteria uma melhor diversificaccedilatildeo da matriz energeacuteticabrasileira a fim de que as concessionaacuterias de energia eleacutetrica possam oferecer um serviccedilomais acessivo e de melhor qualidade agrave populaccedilatildeo

                            Vale evidenciar que a utilizaccedilatildeo da energia vinda do sol tem ganhado mais forccedilano que diz respeito agrave geraccedilatildeo de energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel A principal formade utilizaccedilatildeo da energia solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute atraveacutes dos sistemas

                            Capiacutetulo 1 CAPIacuteTULO I 17

                            fotovoltaicos Esta importacircncia se daacute pelo fato de esses sistemas serem silenciosos pornatildeo emitirem poluentes ao meio ambiente aleacutem de natildeo prejudicarem o ecossistema Outragrande relevacircncia em se utilizar os sistemas fotovoltaicos eacute a reduccedilatildeo do custo de produccedilatildeode energia e economia com a conta de luz aleacutem de uma possiacutevel natildeo dependecircncia dofornecimento de energia eleacutetrica pela distribuidora de energia eleacutetrica - sistema OFF-Grido consumidor tambeacutem ganha em autonomia energeacutetica

                            O Brasil possui muita disponibilidade de recurso energeacutetico solar Por este motivopensou-se na necessidade de se contribuir com o aumento da participaccedilatildeo da fonte solarna matriz energeacutetica brasileira por meio de anaacutelises do setor eleacutetrico brasileiro

                            A motivaccedilatildeo para o estudo dos sistemas fotovoltaicos decorre entatildeo do interesseem apresentar as diferenccedilas dos sistemas conectados e natildeo conectados agrave rede eleacutetricade maneira a conscientizar os leitores de que estes podem utilizar a energia renovaacutevelcomo forma de reduzir os impactos de aumento das tarifas de energia eleacutetrica Aleacutem dissotornaacute-los independentes destes aumentos bem como reduzir o valor das contas de energiado consumidor ou ateacute mesmo para que o consumidor possa deixar de ter uma conta deenergia eleacutetrica para pagar

                            Neste sentido fez-se uma reflexatildeo sobre o quanto esses sistemas podem contribuircom o meio ambiente a fim de se melhorar a qualidade de vida das pessoas

                            2 CAPIacuteTULO II

                            21 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAAtualmente a sociedade utiliza a energia eleacutetrica de maneira intensiva principal-

                            mente nos paiacuteses mais desenvolvidos Isso se deve ao avanccedilo de tecnologias bem como aocrescimento populacional e industrial e tambeacutem aos padrotildees de consumo da sociedadeConsequentemente haacute o aumento de agentes poluentes no meio ambiente que satildeo causado-res de vaacuterios efeitos tais como desmatamento e desertificaccedilatildeo poluiccedilatildeo do solo do are das aacuteguas subterracircneas aquecimento global efeito estufa e chuva aacutecida assim comoesgotamento de recursos naturais natildeo renovaacuteveis

                            Haacute entatildeo a necessidade de se preservar o ambiente de maneira aliada ao desen-volvimento humano Assim atraveacutes do desenvolvimento sustentaacutevel eacute possiacutevel melhorara qualidade de vida do ser humano na Terra e respeitar a capacidade de produccedilatildeo dosecossistemas Cabe destacar a grande relevacircncia do desenvolvimento sustentaacutevel - no quediz respeito agrave preservaccedilatildeo do meio ambiente - e a importacircncia da uniatildeo de paiacuteses com opropoacutesito de diminuir a emissatildeo de poluentes no ambiente a fim de amenizar os problemascausados no ambiente

                            Neste contexto entende-se que a importacircncia de se amenizar a quantidade depoluentes no meio ambiente deve-se ao fato de que um dos principais riscos ambientaisenfrentados ateacute os dias atuais eacute o efeito estufa que estaacute associado agrave elevaccedilatildeo do consumo deenergia ou seja quando se utiliza fontes que emitem gases poluentes na atmosfera Portantoa relevacircncia fundamental de se estudar os sistemas fotovoltaicos parte da preocupaccedilatildeocom a presente utilizaccedilatildeo das fontes de energia bem como com as futuras geraccedilotildees

                            Outra grande preocupaccedilatildeo eacute com a escassez do petroacuteleo tendo em vista que areserva de combustiacuteveis foacutesseis estaacute se esgotando A energia que movimenta a atividadeeconocircmica eacute fornecida pela queima de combustiacuteveis foacutesseis que produz o dioacutexido de carbono(PIVA 2010)

                            Dessa maneira devido agrave escassez de recursos naturais natildeo renovaacuteveis a busca porfontes de energias renovaacuteveis e limpas eacute crescente

                            A energia renovaacutevel eacute considerada uma fonte de suprimento inesgotaacutevel a longoprazo e os elementos utilizados como mateacuteria-prima podem ser recompostos na naturezaEm contrapartida considera-se como fonte de energia natildeo-renovaacutevel a utilizaccedilatildeo por meiodo sistema de recursos que iratildeo se esgotar na natureza (CEMIG 2012)

                            No Brasil a principal fonte de geraccedilatildeo de energia vem das usinas hidreleacutetricasvisto que o paiacutes possui uma oacutetima disponibilidade hiacutedrica A matriz eleacutetrica brasileira eacutepredominantemente renovaacutevel (EPE 2018a)

                            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 19

                            A matriz eleacutetrica do Brasil eacute apresentada na figura 1 por meio de graacuteficos quemostram a oferta de energia das diversas fontes utilizadas no Brasil A oferta total deenergia em 2018 foi de 6364 TWh em que 666 desse total de oferta energeacutetica refere-seagrave hidraacuteulica que representa 4239 TWh

                            Na figura 1 eacute possiacutevel perceber que o paiacutes possui como principal fonte as hidreleacutetricasOs graacuteficos apresentam ainda a oferta de energia nos anos 2017 e 2018 respectivamentePode-se perceber portanto que a oferta hidraacuteulica teve um aumento de 15 Jaacute a ofertade gaacutes natural teve um decreacutescimo de 19 a oferta de biomassa e nuclear mantiveram-seiguais ao ano de 2017 a oferta de energia eoacutelica ganhou um aumento de 08 a oferta dederivados do petroacuteleo e carvatildeo diminuiu 06 e 04 respectivamente Por fim a ofertade energia solar fonte estudada neste trabalho teve um acreacutecimo de 04 entre um ano eoutro

                            Figura 1 ndash Matriz Eleacutetrica Brasileira

                            Fonte BEN 2019

                            Entretanto esta fonte de energia renovaacutevel que proveacutem das hidreleacutetricas tem sidoafetada devido ao grande aumento do consumo de energia eleacutetrica e aos efeitos causadospela atividade humana no meio ambiente Aleacutem disso os impactos associados agraves mudanccedilasclimaacuteticas e aos alagamentos das aacutereas onde as usinas hidreleacutetricas satildeo instaladas ocasionama perda da biodiversidade local e muitas vezes provocam o deslocamento de populaccedilotildees

                            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 20

                            residentes em localidades onde a usina seraacute construiacutedaSegundo a ONU a populaccedilatildeo mundial eacute de aproximadamente 76 bilhotildees de

                            habitantes e no decorrer dos anos o nuacutemero de habitantes tende a aumentar Tambeacutemde acordo com a ONU ateacute 2030 haveraacute um aumento de um bilhatildeo de pessoas o queresultaraacute em 86 bilhotildees de habitantes no mundo Jaacute o Brasil no ano de 2019 possui cercade 210 milhotildees de habitantes e a projeccedilatildeo para o ano 2030 indica mais de 223 milhotildees dehabitantes no paiacutes (IBGE 2013)

                            Entatildeo com o passar dos anos houve uma elevaccedilatildeo no nuacutemero de habitantes ecomo consequecircncia a demanda por consumo de energia eleacutetrica cresceu de acordo com odesenvolvimento do paiacutes No entanto mesmo com o aumento populacional e a contiacutenuadependecircncia por energia muitas vezes falta conscientizaccedilatildeo por parte da sociedade emsaber como essa energia eleacutetrica eacute gerada e quais satildeo os impactos socioambientais causadospor ela e como economizaacute-la

                            A maior parte da energia eleacutetrica que a populaccedilatildeo brasileira consome eacute geradaem usinas hidreleacutetricas consideradas fonte de energia renovaacutevel Poreacutem com a utilizaccedilatildeodesta fonte de energia haacute a emissatildeo de poucos GEE Aleacutem disso depende-se da chuva paramovimentar as turbinas Contudo para que natildeo falte energia em periacuteodos de escassez haacutea necessidade de se acionar termeleacutetricas movidas a combustiacuteveis foacutesseis (carvatildeo mineralgaacutes natural e derivados de petroacuteleo) Diante disso haacute o aumento de GEE emitidos no meioambiente bem como o aumento na conta de luz do consumidor

                            Segundo dados divulgados pelo IBGE em 2014 o total de energia demandada noBrasil foi de 3056 Mtep o que equivale a 31 de crescimento sendo que o PIB nacionalteve um crescimento de 01 Cerca de 80 desse crescimento deu-se devido ao gaacutes naturalpetroacuteleo e derivados Desta forma assim como a demanda de energia mundial tem umatendecircncia de crescimento o desenvolvimento humano tambeacutem deve ser maior no quetange agrave qualidade de vida de uma populaccedilatildeo Esse desenvolvimento se daacute por meio devaacuterios fatores que influenciam na qualidade de vida humana dentre eles destacam-se aimportacircncia social cultural e poliacutetica

                            Para tanto eacute necessaacuterio o uso consciente da eletricidade como forma de reduzir osefeitos negativos causados pelos seres humanos no planeta Terra

                            Nesta perspectiva a utilizaccedilatildeo de tecnologias mais limpas e eficientes bem como aelaboraccedilatildeo de planejamento de poliacuteticas energeacuteticas tornam-se ferramentas importantescomo forma de melhoria de qualidade de vida principalmente em paiacuteses emergentes

                            22 Energia solarldquoAs fontes primaacuterias de energia satildeo aquelas disponiacuteveis tal como se encontram

                            na natureza e que natildeo sofreram ainda qualquer conversatildeordquo (CEMIG 2012) Aleacutem desta

                            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 21

                            afirmaccedilatildeo ressalta-se que para a produccedilatildeo de energia uacutetil oito importantes fontes primaacuteriassatildeo utilizadas quais sejam

                            1 Combustiacuteveis foacutesseis

                            2 Radiaccedilatildeo solar

                            3 Ventos

                            4 Recursos hiacutedricos

                            5 Biomassa

                            6 Elementos radioativos

                            7 Geotermas

                            8 Oceanos

                            Com isso constata-se que muitas satildeo as fontes primaacuterias de energia disponiacuteveisEntretanto vale enfatizar que neste trabalho seraacute abordada a energia solar pelo fatode o sol ser a maior fonte primaacuteria de energia renovaacutevel do planeta aleacutem de ser tambeacutemresponsaacutevel pelo desenvolvimento e pela vida na terra devido agrave grande quantidade decalor e luz que satildeo fornecidos por ele

                            De acordo com INPE (2017) a energia solar eacute uma fonte inesgotaacutevel uma vez quea escala de tempo da vida no planeta Terra deve ser considerada O sol eacute uma estrelameacutedia que irradia energia devido agraves reaccedilotildees de fusatildeo nuclear dos aacutetomos de Hidrogecircniospara formar Heacutelio e por este motivo o sol eacute uma das possibilidades energeacuteticas maisvantajosas para a humanidade

                            O IBGE (2019a) assegura que o Sol eacute o maior corpo do sistema solar com massade 1989x1030 kg o que representa 998 da massa total do sistema solar (composto peloSol e todos os corpos celestes que orbitam ao redor dele) O Sol tem um raio de cerca695 km e encontra-se a aproximadamente 150 milhotildees de km da Terra Aleacutem disso eacutecomposto principalmente por hidrogecircnio (91) e heacutelio (89) A temperatura no nuacutecleodo Sol eacute de aproximadamente 15000000 oC e na superfiacutecie chega a 5500 oC

                            A origem da maioria das fontes de energia existentes vem desta estrela (o Sol)para a Terra podendo ser citada a geraccedilatildeo de hidroeleacutetrica que se daacute por meio daevaporaccedilatildeo responsaacutevel pelo ciclo das aacuteguas e que possibilita assim o represamento derios para a consequente geraccedilatildeo Jaacute a energia eoacutelica adveacutem dos ventos por meio da radiaccedilatildeosolar que induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala Assim tambeacutem a energia dabiomassa (lenha carvatildeo vegetal aacutelcool etc) depende da radiaccedilatildeo solar para o processode fotossiacutentese em que eacute diretamente absorvida e armazenada nas ligaccedilotildees quiacutemicas demoleacuteculas orgacircnicas e que serve para sustentar toda a cadeia alimentar do planeta

                            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 22

                            Durante todo o ano o Brasil apresenta grande potencial de aproveitamento deenergia solar e em locais mais afastados dos centros urbanos podem utilizar essa energiapara o proacuteprio desenvolvimento da regiatildeo

                            A atmosfera terrestre recebe anualmente 15x1018 kWh de energia do Sol Issoindica que a radiaccedilatildeo solar aleacutem de ser responsaacutevel pela manutenccedilatildeo da vida na Terratambeacutem se constitui enquanto uma inesgotaacutevel fonte energeacutetica em que haacute um enormepotencial de utilizaccedilatildeo por meio de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em outra forma deenergia a exemplo da teacutermica e da eleacutetrica dentre outras (CRESESB-CEPEL 2008)

                            A energia do sol irradia na Terra o suficiente para atender dez mil vezes o consumoanual de energia do mundo e produz em torno de 1700 kWh de energia eleacutetrica por anopara cada metro quadrado de aacuterea Jaacute a disponibilidade de radiaccedilatildeo solar eacute dependente dalatitude da regiatildeo uma vez que o movimento da Terra em torno do Sol eacute descrito por umplano inclinado de 235o em relaccedilatildeo ao plano do Equador (EPE 2006-2007)

                            Haacute radiaccedilatildeo em todas as regiotildees do espectro Poreacutem os olhos humanos satildeo sensiacuteveisa menos de um oitavo dessa radiaccedilatildeo cerca de 400 a 750 THz (400 a 750 nm) - regiatildeo visiacutevela qual eacute estreita Contudo o Sol possui 45 de toda a energia Conhecida como constantesolar a densidade de potecircncia da radiaccedilatildeo solar tem valor de 1360 Wm2 aproximadamenteTal densidade indica o nuacutemero de Watts por metro quadrado (fluxo de energia) e varia deacordo com a distacircncia entre a Terra e o Sol (ROSA 2015)

                            Vale destacar que a figura 2 a seguir mostra o movimento de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeoque a Terra faz em torno do Sol e a representaccedilatildeo das estaccedilotildees em que o primeiromovimento de rotaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor de seu proacuteprioeixo imaginaacuterio e leva aproximadamente 24 horas para se completar (este periacuteodo eacutechamado de dia) Durante este intervalo de tempo uma parte do planeta estaacute iluminadaenquanto outra estaacute escura o que origina os dias e as noites O segundo movimento detranslaccedilatildeo se refere ao movimento que a Terra realiza ao redor do Sol e tem duraccedilatildeo deaproximadamente 365 dias (esse periacuteodo eacute chamado de ano)

                            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 23

                            Figura 2 ndash Movimentos de rotaccedilatildeo e translaccedilatildeo da Terra

                            Fonte Magnoli D Scalzaretto R (apud ANEEL 2002)

                            A energia total que incide sobre a Terra - radiaccedilatildeo solar - depende da latitude locale da posiccedilatildeo no tempo (hora do dia e dia do ano) e portanto estatildeo relacionados com omovimento de rotaccedilatildeo e de translaccedilatildeo

                            Muitas satildeo as aplicaccedilotildees da fonte de energia solar provenientes dos raios solaresPode-se destacar a geraccedilatildeo direta (energia solar fotovoltaica) e indireta (energia heli-oteacutermica conversatildeo de irradiaccedilatildeo solar em calor para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica) deeletricidade aleacutem da energia solar teacutermica (geraccedilatildeo de calor para aquecer fluidos bemcomo secagem e aquecimento industrial) Todavia neste trabalho seraacute dado um enfoqueno estudo referente agrave energia solar fotovoltaica

                            No efeito fotovoltaico eacute utilizado um material semicondutor adaptado para liberareleacutetrons - partiacuteculas que satildeo carregadas negativamente e representam o pilar da eletricidadeAs ceacutelulas fotovoltaicas possuem no miacutenimo duas camadas de siliacutecio (semicondutor maiscomum) carregadas positivamente ou negativamente Apoacutes o semicondutor ser atingidopela luz solar por meio do campo eleacutetrico entre a junccedilatildeo das duas camadas inicia-se umfluxo de energia e assim gera-se a corrente contiacutenua O fluxo de eletricidade eacute maiorquando haacute maior incidecircncia de luz e depende da densidade das nuvens para gerar energia eportanto em dias nublados haacute geraccedilatildeo de energia Assim os sistemas fotovoltaicos podemproduzir mais energia em dias com menos nuvens se comparados com dias totalmenteclaros isso se daacute por meio da reflexatildeo da luz do sol

                            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 24

                            23 Sistemas fotovoltaicosSegundo Fadigas (2012) um dos pioneiros em pesquisas sobre o efeito fotovoltaico

                            foi o fiacutesico francecircs Alexandre Edmond Becquerel que descobriu em 1839 que a energiasolar pode ser transformada em energia eleacutetrica Os experimentos foram realizados por elepor meio de eletrodos expostos agrave luz e mergulhados em um eletroacutelito

                            Dessa maneira Becquerel compreendeu o efeito fotovoltaico Posteriormente Adamse Day observaram o mesmo efeito no soacutelido selecircnio no ano de 1877

                            Em 1883 a ceacutelula fotovoltaica foi produzida com o selecircnio poreacutem esta ceacutelulatinha eficiecircncia de conversatildeo de apenas 1 Para que o efeito fotovoltaico se tornassemais compreendido foi necessaacuterio o estudo mais aprofundado com relaccedilatildeo agrave junccedilatildeo doestado soacutelido atraveacutes dos fiacutesicos Lange Grondahl e Schottky No ano de 1941 Ohl obtevea primeira fotoceacutelula feita de siliacutecio monocristalino Em 1949 Billing e Plessnar realizarammediccedilotildees relacionadas agrave eficiecircncia das ceacutelulas de siliacutecio cristalino Nesse momento Shockleydivulga a teoria da junccedilatildeo P-N Todo esse impulso agrave geraccedilatildeo fotovoltaica somente foipossiacutevel a partir da explicaccedilatildeo sobre o efeito fotoeleacutetrico dada por Albert Einstein

                            De acordo com Matos (2006) a primeira ceacutelula fotovoltaica feita de siliacutecio mo-nocristalino foi desenvolvida em 1954 com uma eficiecircncia de 6 Os pesquisadores oquiacutemico Calvin Fuller o fiacutesico Gerald L Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaramessa tecnologia nos Estados Unidos e realizaram a primeira aplicaccedilatildeo praacutetica de ceacutelulassolares com esse tipo de material No ano de 1959 um novo meacutetodo de crescimento decristais de siliacutecio foi desenvolvido atraveacutes de experimentos com ceacutelulas solares feitas desiliacutecio policristalino que culminaria em menores custos relacionados agrave produccedilatildeo de ceacutelulassolares

                            As ceacutelulas fotovoltaicas foram utilizadas inicialmente entre os anos 1960 e 1970em sateacutelites Esse impulso se deu por meio da corrida espacial entre os EUA (EstadosUnidos da Ameacuterica) e a URSS (Uniatildeo das Repuacuteblicas Socialistas Sovieacuteticas) Atualmenteos paiacuteses que dominam a tecnologia espacial continuam a utilizar a energia fotovoltaicacomo fonte de suprimento energeacutetico

                            Ateacute os dias atuais satildeo realizadas pesquisas voltadas para a confecccedilatildeo de ceacutelulasfotovoltaicas com o propoacutesito de garantir maior eficiecircncia sem agredir o meio ambienteCom essa nova tecnologia pode-se compreender a importacircncia do sol como forma de calorluz vida energia e tambeacutem eletricidade

                            A energia eacute proveniente de uma fonte abundante (o Sol) aleacutem de ser consideradainesgotaacutevel em nosso planeta Essa fonte de luz e vida produz energia renovaacutevel limpa esilenciosa E vale afirmar que o Sol eacute repleto de aacutetomos que transformam massa em energiaO Sol transforma 657 milhotildees de toneladas de hidrogecircnio em 653 milhotildees de toneladas deheacutelio e os outros 4 milhotildees de toneladas se transformam em energia e se descarregam noespaccedilo na forma de radiaccedilatildeo solar Poreacutem a energia eletromagneacutetica que a Terra recebe eacutede apenas dois bilioneacutesimos

                            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 25

                            Um dos processos de aproveitamento da luz solar mais utilizado eacute o fotovoltaicoCom o propoacutesito de gerar energia eleacutetrica esse processo se daacute a partir da conversatildeo diretada luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico Esse tipo de conversatildeo ocorreem dispositivos conhecidos como ceacutelulas fotovoltaicas que satildeo componentes optoeletrocircnicosque convertem a radiaccedilatildeo solar em eletricidade de forma direta Aleacutem disso materiaissemicondutores como o siliacutecio satildeo fundamentais na construccedilatildeo dessas ceacutelulas

                            O efeito fotovoltaico eacute produzido por essa incidecircncia que aleacutem de fazer circularuma corrente eleacutetrica no material cria a energia eleacutetrica Atraveacutes do efeito fotovoltaico haacuteo desenvolvimento da diferenccedila de potencial entre os dois eletrodos devido agrave transferecircnciade eleacutetrons gerados entre as bandas diferentes do material (CEMIG 2012 p 16)

                            A figura 3 mostra como a energia eacute obtida atraveacutes da conversatildeo direta da luz emeletricidade por meio do efeito fotovoltaico

                            Figura 3 ndash Composiccedilatildeo de uma ceacutelula fotovoltaica

                            Fonte GEPEA

                            A maneira com que o semicondutor se transforma em uma ceacutelula fotovoltaica eacuteatraveacutes de etapas como purificaccedilatildeo e dopagem de forma que esta uacuteltima consiste naadiccedilatildeo de alguns elementos quiacutemicos tais como o boro e o foacutesforo com o propoacutesito dealterar as propriedades eleacutetricas Dessa maneira duas camadas na ceacutelula satildeo criadascamada tipo p (excesso de cargas positivas) e tipo n (excesso de cargas negativas) relativasao siliacutecio puro

                            Assim para que se produza energia eleacutetrica eacute necessaacuteria a incidecircncia de luz solarnos moacutedulos que satildeo compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Essa conversatildeo direta de raios

                            Capiacutetulo 2 CAPIacuteTULO II 26

                            solares em energia eleacutetrica se daacute a partir dessas ceacutelulas as quais satildeo compostas porelementos semicondutores em que geralmente se utiliza o siliacutecio Essa luz solar atua comoum fluxo de partiacuteculas (foacutetons) Quando a junccedilatildeo N-P eacute iluminada ocorre o fenocircmeno deabsorccedilatildeo dos foacutetons por parte dos eleacutetrons (efeito fotoeleacutetrico) e assim alguns passam dabanda de valecircncia para a banda de conduccedilatildeo

                            Desta maneira os eleacutetrons que atingem a banda de conduccedilatildeo vagueiam pelosemicondutor ateacute o momento em que satildeo puxados pelo campo eleacutetrico que existe na regiatildeode junccedilatildeo Por meio de uma ligaccedilatildeo externa os eleacutetrons satildeo levados para fora da ceacutelulapara que sejam utilizados Cada eleacutetron que deixa a ceacutelula eacute substituiacutedo por outro queretorna da carga Assim essa energia eacute convertida em energia eleacutetrica atraveacutes de paineacuteisfotovoltaicos e concentradores de radiaccedilatildeo eleacutetrica

                            3 CAPIacuteTULO III

                            31 METODOLOGIAO procedimento metodoloacutegico utilizado para a coleta de informaccedilotildees a respeito do

                            tema em questatildeo caracteriza-se enquanto pesquisa bibliograacutefica Tal atribuiccedilatildeo dar-se-aacutepor meio da utilizaccedilatildeo de publicaccedilotildees realizadas por agentes dos setores energeacuteticos e deenergia solar bem como anaacutelises realizadas com base em documentos artigos acadecircmicosaleacutem de pesquisas relacionadas agrave legislaccedilatildeo brasileira

                            Para tal o presente estudo foi elaborado a partir de uma revisatildeo da literaturacientiacutefica relacionada aos sistemas fotovoltaicos em que visa-se analisar os dois tiposde sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid e de forma complementar comparar demaneira teacutecnica estes dois sistemas A comparaccedilatildeo teacutecnica se daraacute por meio do estudorelacionado aos equipamentos pertencentes aos sistemas fotovoltaicos

                            Neste contexto os criteacuterios metodoloacutegicos para desenvolver a anaacutelise criacutetica relaci-onada aos sistemas fotovoltaicos estatildeo organizados na forma de um fluxograma mostradona figura 4 Tal meacutetodo possibilita analisar e compreender de maneira teoacuterica e intuitivacada etapa do desenvolvimento deste trabalho

                            Com base no referido fluxograma o trabalho apresenta duas anaacutelises quais sejam

                            bull Anaacutelise teacutecnica descreve os sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid com basenas tecnologias utilizadas bem como a importacircncia de cada um para as diferentessituaccedilotildees em que os sistemas satildeo utilizados Aleacutem disso apresenta as principaisvantagens dos sistemas fotovoltaicos bem como um exemplo de simulaccedilatildeo financeirapara cada um dos referidos sistemas Tal simulaccedilatildeo foi realizada por meio de umaempresa do setor de energia solar

                            bull Anaacutelise socioambiental descreve a demanda de mercado o potencial brasileiro degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica os impactos socioambientais a sustentabilidadebem como os principais incentivos dos sistemas fotovoltaicos no Brasil

                            Capiacutetulo 3 CAPIacuteTULO III 28

                            Figura 4 ndash Fluxograma Anaacutelises relacionadas ao sistema fotovoltaico

                            Fonte Elaborado pelo autor

                            4 CAPIacuteTULO IV

                            41 ANAacuteLISES

                            411 Anaacutelise teacutecnica

                            Geraccedilatildeo Centralizada

                            Segundo INPE (2017) as usinas de grande porte satildeo instaladas em solo sobreestruturas metaacutelicas inclinadas e fixas ou com seguimento da trajetoacuteria aparente do sol emum eixo Elas estatildeo sendo locadas principalmente nas regiotildees Nordeste Centro-Oestee Sudeste do Brasil Outras regiotildees passaratildeo a ser competitivas na medida em que sesaturarem as aacutereas e os sistemas de transmissatildeo de energia ou ainda necessitarem demaiores investimentos para acomodar capacidades instaladas crescentes assim como asregiotildees Sul e Sudeste uma vez que possuem menores distacircncias dos grandes centros haacutegrande concentraccedilatildeo de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN) natildeo satildeo necessaacuteriasnovas linhas de transmissatildeo jaacute que haacute maior disponibilidade de pontos de conexatildeo agrave redeDesta maneira a geraccedilatildeo fotovoltaica centralizada poderaacute se espalhar por todo paiacutes

                            A figura 5 abaixo apresenta os nove estados das regiotildees Nordeste Sudeste e Nortedo Brasil com usinas solares fotovoltaicas em operaccedilatildeo construccedilatildeo e tambeacutem construccedilatildeonatildeo iniciada atraveacutes da capacidade instalada em cada estado Assim os estados BahiaMinas Gerais e Piauiacute destacam-se em termos de maiores valores de capacidade instaladacom 7769 MW 6937 MW e 6899 MW respectivamente

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 30

                            Figura 5 ndash Potecircncia instalada (MW) e status da geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaicapor Estado

                            Fonte CCEEABSOLAR 2019

                            A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica composta por projetos de usinas de grandeporte assim como tantas outras aplicaccedilotildees da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil temse consolidado cada vez mais como uma fonte renovaacutevel de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica comalto valor agregado agrave sociedade brasileira

                            A geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica eacute e deveraacute continuar sendo um dosprincipais pilares para o crescimento da fonte no paiacutes com a participaccedilatildeo do setor emleilotildees de energia eleacutetrica organizados pelo governo federal por meio dos quais jaacute foramcontratados os 2000 MW que estatildeo em operaccedilatildeo no Brasil

                            Geraccedilatildeo Distribuiacuteda

                            A geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute considerada a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica no proacuteprioestabelecimento consumidor ou nas proximidades do local de consumo Dessa formacompreende-se por geraccedilatildeo distribuiacuteda a usina que conecta-se diretamente agrave rede dadistribuidora de energia em que o consumidor pode injetar potecircncia na rede (quando natildeoestaacute utilizando-a) ou entatildeo receber potecircncia da rede quando houver a necessidade deconsumir mais energia eleacutetrica

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 31

                            Aleacutem da grande relevacircncia em converter a energia solar (recurso de grande abundacircn-cia) em eletricidade cabe ressaltar que a geraccedilatildeo distribuiacuteda se utiliza de fontes renovaacuteveise eacute localizada proacutexima ao centro de consumo de energia eleacutetrica Pelo fato de a energiasolar fotovoltaica ter grande potencial no Brasil seraacute estudada a geraccedilatildeo distribuiacuteda bemcomo as principais normas que a regem

                            A ANEEL aprovou a Resoluccedilatildeo Normativa no 4822012 em que se estabelececondiccedilotildees para a minigeraccedilatildeo e microgeraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de fontesrenovaacuteveis de energia Aleacutem dos conceitos de Mini e Microgeraccedilatildeo a ANEEL estabeleceu ofuncionamento do Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica como tambeacutem os criteacuteriospara conexatildeo das usinas agraves distribuidoras

                            De acordo com o regulamento da ANEEL a microgeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma centralgeradora de energia eleacutetrica composta por potecircncia instalada menor ou igual a 75 kWEsta deve utilizar a cogeraccedilatildeo ou as fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica aleacutem de serconectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (RENANEEL 687 2015)

                            Jaacute a minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute uma central geradora de energia eleacutetrica com umamaior potecircncia instalada Esta potecircncia deve ser superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW como tambeacutem utilizar a cogeraccedilatildeo ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectadasna rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras (REN ANEEL786 2017)

                            Portanto a geraccedilatildeo distribuiacuteda refere-se ao total de energia eleacutetrica injetada narede por meio da geraccedilatildeo distribuiacuteda existente na aacuterea de concessatildeo das distribuidoras emque pode ser dividida em

                            bull proacutepria total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica e fotovoltaica)de todas as usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica e natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS conforme ResoluccedilotildeesNormativas ANEEL no 414 de 09 de setembro de 2010 e no 687 de 24 de novembrode 2015

                            bull adquirida de outros total da geraccedilatildeo distribuiacuteda (hidraacuteulica teacutermica eoacutelica efotovoltaica) das usinas conectadas ao sistema das concessionaacuterias de distribuiccedilatildeo deenergia eleacutetrica natildeo despachadas centralizadamente pelo ONS e de propriedade deoutros agentes conforme Resoluccedilotildees Normativas ANEEL no 414 de 09 de setembrode 2010 e no 687 de 24 de novembro de 2015

                            A resoluccedilatildeo estabelece ainda o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica emque a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeodistribuiacuteda eacute cedida agrave distribuidora local de energia eleacutetrica atraveacutes de empreacutestimo gratuitoagrave distribuidora local Esse empreacutestimo gera creacuteditos que devem ser abatidos da conta deluz por meio do consumo de energia eleacutetrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 32

                            de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde oscreacuteditos foram gerados Para isso a unidade consumidora deve possuir o mesmo Cadastrode Pessoa Fiacutesica (CPF) ou Cadastro de Pessoa Juriacutedica (CNPJ) junto ao Ministeacuterio daFazenda (ANEEL 2015b)

                            Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidoresresponsaacuteveis por unidade consumidora

                            bull com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda (mesma titularidade)

                            bull integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras como em condo-miacutenios horizontais ou verticais em que os consumidores de energia eleacutetrica se unempara instalar um micro ou minigerador central Dessa forma a energia gerada podeser compartilhada entre eles bem como alimentar as aacutereas de uso coletivo Para issoas unidades consumidoras devem estar localizadas em uma mesma propriedade ouem propriedades proacuteximas (diferentes titularidades)

                            bull caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada quando mais de um consumidor - sobre amesma aacuterea de concessatildeo da distribuidora instala e compartilha dos creacuteditos geradospor um micro ou minigerador (diferentes titularidades)

                            bull caracterizada como autoconsumo remoto permissatildeo para que o consumidor possainstalar o proacuteprio sistema gerador em local diferente do local de consumo Poreacutemambos os locais devem estar em nome do mesmo titular e dentro da aacuterea de concessatildeoda mesma distribuidora (mesma titularidade)

                            Assim a unidade consumidora que injetar gratuitamente a energia ativa no sistemade distribuiccedilatildeo teraacute um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por umprazo de sessenta meses

                            Portanto diferentemente da geraccedilatildeo centralizada a geraccedilatildeo distribuiacuteda consisteem um tipo de geraccedilatildeo eleacutetrica por ocorrer em locais em que natildeo seria instalada umausina geradora convencional ou seja mais proacuteximo ao centro de carga com a opccedilatildeo deinteragir com a rede na forma de compra ou venda

                            Com a entrada em vigor da Resoluccedilatildeo Normativa ANEEL no 4822012 o consumidorpode gerar a proacutepria energia eleacutetrica a partir de fontes renovaacuteveis e pode inclusive fornecero excedente para a rede de distribuiccedilatildeo do local

                            Segundo o relatoacuterio siacutentese a capacidade total instalada de energia no Brasilreferente agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda eacute de 6696 MW Essa capacidade instalada eacute representadapelo somatoacuterio das potecircncias instaladas concedidas ou autorizadas das usinas de geraccedilatildeode energia eleacutetrica em operaccedilatildeo localizadas no sistema (EPE 2019a)

                            A energia solar compotildee aproximadamente 84 da capacidade disponiacutevel no anode 2018 o que corresponde a 5623 MW como pode ser visualizado na tabela 1

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 33

                            Tabela 1 ndash Capacidade instalada - Geraccedilatildeo Distribuiacuteda (MW)

                            Fonte EPE 2019

                            Pode-se perceber na figura 6 logo abaixo que a fonte solar teve maior participaccedilatildeona geraccedilatildeo distribuiacuteda apresentando 635 do total Em seguida a energia hidraacuteulicarepresenta a segunda posiccedilatildeo com 191 em 2018 A participaccedilatildeo das fontes energeacuteticasrepresentadas no graacutefico correspondem a um total de 828 GWh o que equivale a 131 deaumento se comparado ao ano de 2017

                            Figura 6 ndash Participaccedilatildeo de cada fonte na Geraccedilatildeo Distribuiacuteda em 2018

                            Fonte EPE 2019

                            A geraccedilatildeo distribuiacuteda possui como benefiacutecios predominantes incentivar a utilizaccedilatildeode energias renovaacuteveis em pequena escala reduzir perdas e investimentos em rede deenergia eleacutetrica aleacutem de elevar a seguranccedila energeacutetica atraveacutes do uso de diversas fontes degeraccedilatildeo

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 34

                            Segundo a ANEEL (2018) os estiacutemulos agrave geraccedilatildeo distribuiacuteda se justificam pelospotenciais benefiacutecios que tal modalidade pode proporcionar ao sistema eleacutetrico Entre elesestaacute o adiamento de investimentos em expansatildeo dos sistemas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeoo baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a minimizaccedilatildeo dasperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica

                            Neste sentido haacute dois tipos de operaccedilotildees descritas neste trabalho os sistemasON-Grid e OFF-Grid os quais seratildeo explicados pormenorizadamente abaixo

                            4111 Sistema ON-Grid

                            Os sistemas ON-Grid tambeacutem conhecidos como sistemas conectados agrave rede eleacutetricapossuem um crescimento exponencial no mercardo fotovoltaico em paiacuteses desenvolvidosSatildeo portanto considerados uma fonte complementar ao sistema eleacutetrico e empregados emlocais jaacute atendidos por energia eleacutetrica Esse sistema de energia solar fotovoltaico utilizaa luz do sol para gerar a energia eleacutetrica A rede da concessionaacuteria funciona como umabateria que recebe todo excedente de energia gerado pelo sistema

                            Este tipo de sistema utiliza a geraccedilatildeo distribuiacuteda e pode ser classificado de acordocom a potecircncia gerada Em um sistema fotovoltaico de microgeraccedilatildeo geralmente a unidadeconsumidora - local onde a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda se encontra instalada- estaacute em residecircncias ou em lotes proacuteximos ao local de consumo da energia gerada por estetipo sistema Jaacute os tipos de unidades consumidoras que utilizam um sistema fotovoltaicode minigeraccedilatildeo satildeo em sua maioria preacutedios comerciais

                            Os paiacuteses desenvolvidos apresentam maior crescimento dos sistemas fotovoltaicosconectados agrave rede eleacutetrica e haacute grande potencial para que tais sistemas sejam aplicadosem aacutereas urbanas ensolaradas em todo o mundo uma vez que se haacute um pico de demandano periacuteodo diurno esses sistemas conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede E aleacutem disso quando a demanda por energia eleacutetrica eacute maior no veratildeo e - secomparado com o periacuteodo de inverno - aumenta-se a possibilidade de a carga coincidircom a disponibilidade de recurso solar

                            Os paiacuteses desenvolvidos possuem a maior parte do crescimento do mercado fotovol-taico com instalaccedilotildees ON-Grid e cabe evidenciar que haacute um imenso potencial para queesses sistemas sejam aplicados em aacutereas ensolaradas no mundo A grande disponibilidade deenergia solar no Brasil faz com que o paiacutes se destaque Assim se no periacuteodo diurno haacute picode demanda os sistemas fotovoltaicos conseguem contribuir para a maacutexima capacidade deuma rede a exemplo de regiotildees comerciais com altas cargas de ar condicionado durante odia

                            Deste modo se os valores de pico de carga no veratildeo e no inverno forem confrontadospercebe-se que quanto maior eacute a demanda no veratildeo a possibilidade aumenta de a cargacoincidir com a disponibilidade de energia solar comportamento tiacutepico da maioria dascapitais brasileiras

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 35

                            Os dados de consumo das aacutereas urbanas do Brasil mostram diferenccedila entre asregiotildees onde preacutedios comerciais dominam e regiotildees residenciais de forma que a primeiraapresenta picos de demanda no periacuteodo diurno ao passo que a segunda apresenta valoresde pico de demanda ao anoitecer (INPE 2017)

                            Este tipo de sistema funciona por meio do painel fotovoltaico doravante FV quetem a funccedilatildeo de gerar energia eleacutetrica em corrente contiacutenua (CC) convertecirc-la em correntealternada (CA) e injetaacute-la na rede de energia eleacutetrica A interface entre o painel e a redeeleacutetrica se daacute atraveacutes do inversor de frequecircncia

                            Assim os moacutedulos FV satildeo montados diretamente em edificaccedilotildees residenciais oucomerciais em coberturas de estacionamento ou ainda em aacutereas livres e fachadas

                            Um importante componente do sistema fotovoltaico ON-Grid eacute o gerador fotovol-taico que eacute composto por moacutedulos que produzem eletricidade em corrente contiacutenua e queposteriormente eacute convertida em corrente alternada Os referidos moacutedulos satildeo compostospor ceacutelulas fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores conectados em seacuterie(para aumentar a tensatildeo) e em paralelo (para aumentar a corrente do sistema) Apoacutes essaconversatildeo a energia advinda do sol pode ser utilizada no local de consumo ou pode aindaser transferida para a rede eleacutetrica

                            A estrutura de montagem e instalaccedilatildeo eacute baseada na montagem de estruturasmetaacutelicas de suporte de moacutedulos fotovoltaicos em telhado que satildeo fabricados em alumiacutenioe accedilo e portanto satildeo resistentes agraves tempestades do ambiente aleacutem de que possuem designinovador simplificando a instalaccedilatildeo do painel solar

                            O inversor trata-se de um equipamento responsaacutevel por mudar a energia que vemdo gerador fotovoltaico a ser utilizado na rede eleacutetrica Tal equipamento converte a CCgerada por moacutedulos fotovoltaicos em CA Assim a eletricidade fica no mesmo padratildeousado por diversos equipamentos eleacutetricos Como o inversor permite que a energia geradapelo painel solar seja conectada agrave rede entatildeo a tensatildeo gerada deve ter a mesma amplitudefrequecircncia e fase da rede

                            Na figura 7 eacute apresentado o sistema ON-Grid o qual ultiliza basicamente vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos conectados ao inversor e posteriormente agrave rede de energia eleacutetricaEsse sistema natildeo armazena energia Portanto a energia gerada que natildeo eacute utilizada peloconsumidorgerador eacute entregue diretamente agrave rede eleacutetrica

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 36

                            Figura 7 ndash Sistema conectado agrave rede

                            Fonte PORTAL SOLAR

                            1 PAINEL FOTOVOLTAICO

                            O painel solar fotovoltaico converte a radiaccedilatildeo solar em energia eleacutetrica em correntecontiacutenua Cada painel eacute composto por ceacutelulas fotovoltaicas O arranjo de vaacuteriospaineacuteis fotovoltaicos pode compor iluminaccedilatildeo puacuteblica aleacutem de telhados e fachadasresidenciais comerciais industriais entre outras unidades consumidoras

                            2 INVERSOR

                            O inversor fotovoltaico transforma a energia em CC para CA pois a maioria dosaparelhos eletrocircnicos utilizam CA para que essa energia possa ser usada em unidadesconsumidoras residenciais ou mesmo comerciais Esse equipamento eacute capaz de deixara tensatildeo e a frequecircncia compatiacuteveis com a rede eleacutetrica da concessionaacuteria ao qual osistema estaacute interligado

                            Conforme INMETRO (2011) os inversores para serem aplicados em sistemas foto-voltaicos devem apresentar forma de onda senoidal pura eficiecircncia superior a 85na faixa entre 50 e 100 da potecircncia nominal e distorccedilatildeo harmocircnica total (DHT)menor que 5 em qualquer potecircncia de operaccedilatildeo

                            Os inversores tambeacutem devem possuir as demais caracteriacutesticas (CRESESB-CEPEL2014)

                            bull alta confiabilidade e baixa manutenccedilatildeo

                            bull operaccedilatildeo em uma faixa ampla de tensatildeo de entrada

                            bull boa regulaccedilatildeo na tensatildeo da saiacuteda

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 37

                            bull baixa emissatildeo de interferecircncia eletromagneacutetica e de ruiacutedo audiacutevel

                            bull toleracircncia aos surtos de partida das cargas a serem alimentadas

                            bull seguranccedila para pessoas e instalaccedilotildees

                            bull grau de proteccedilatildeo IP adequado ao tipo de instalaccedilatildeo

                            bull garantia de faacutebrica de pelo menos dois anos

                            3 QUADRO DE DISTRIBUICcedilAtildeO

                            A energia eleacutetrica produzida pelas ceacutelulas fotovoltaicas nos paineacuteis e posteriormentetransformada pelo inversor eacute conduzida ao quadro de distribuiccedilatildeo do local - no qualo sistema estaacute sendo implantado - para que assim a energia seja distribuiacuteda paraser utilizada

                            4 APARELHOS ELEacuteTRICOS

                            A energia produzida pelo sistema ON-Grid chega aos aparelhos eleacutetricos e eletrocirc-nicos conectados na tomada e automaticamente esses aparelhos usaratildeo a energiafotovoltaica para o proacuteprio funcionamento

                            5 MEDIDOR DE ENERGIA BIDIRECIONAL

                            O medidor bidirecional tem a funccedilatildeo de monitorar a energia consumida da redebem como a energia injetada na rede Por isso se o sistema produzir menos energiaeleacutetrica do que o consumido no momento a rede puacuteblica fornece automaticamenteo necessaacuterio para que natildeo falte energia para o consumidor De maneira contraacuteria ecomplementar o sistema ao produzir mais energia do que o necessaacuterio no momentofaz com que essa energia excedente seja injetada na rede eleacutetrica da concessionaacuteriaE portanto nesse caso o medidor bidirecional iraacute contabilizar esta energia e oconsumidorgerador ficaraacute como um saldo positivo na conta de energia mensal Estesaldo seraacute automaticamente deduzido quando o cliente precisar usar a energia da redenovamente Portanto o medidor de energia bidirecional registra a energia consumidae excedente gerada para compensaccedilatildeo de creacuteditos no fim do mecircs Desta forma oconsumidor pode fazer a troca com a rede eleacutetrica e reduzir a conta de energiaeleacutetrica pois o excedente de energia gerado e natildeo consumido eacute injetado na redegerando creacuteditos e economia no fim do mecircs

                            Aleacutem dos componentes supracitados tambeacutem satildeo utilizados os componentes deintegraccedilatildeo do sistema (Balance of System - BOS) que satildeo compostos por estruturas defixaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e os componentes eleacutetricos de proteccedilatildeo

                            Realizou-se entatildeo uma pesquisa atraveacutes da Blue Sol empresa do setor de energiasolar Tal pesquisa teve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento emenergia solar - payback - de uma residecircncia composta por quatro consumidores de energia

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 38

                            eleacutetrica com um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 em que a tarifa cobrada pelaconcessionaacuteria de energia eleacutetrica eacute de R$ 097 para cada kWh de energia consumida

                            A figura 8 apresenta o valor agrave vista deste sistema na referida empresa sendoeste valor equivalente agrave R$ 1036600 uma economia mensal para os consumidores dessaunidade consumidora de R$ 22558 e o payback eacute em trecircs anos

                            E pode-se perceber por meio da figura 9 que o sistema solar fotovoltaico para areferida UC produz uma energia mensal estimada de 232 kWh de geraccedilatildeo Tal energia eacutegerada atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos - os quais diga-se de passagem tem vidauacutetil de 25 a 30 anos e potecircncia de pico de 1825 kWp

                            Figura 8 ndash Sistema ON-Grid

                            Fonte Blue Sol

                            Figura 9 ndash Sistema ON-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

                            Fonte Blue Sol

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 39

                            4112 Sistema OFF-Grid

                            Os sistemas OFF-Grid satildeo conhecidos como sistemas isolados ou tambeacutem conhe-cidos como sistemas natildeo conectados agrave rede eleacutetrica Estes sistemas trabalham de formaautocircnoma isto eacute natildeo trabalham em paralelo com a rede eleacutetrica convencional

                            Conforme Decreto (2010)

                            bull sistemas isolados trata-se de sistemas eleacutetricos de serviccedilo puacuteblico de distribuiccedilatildeode energia eleacutetrica que em sua configuraccedilatildeo normal natildeo estejam eletricamenteconectados ao Sistema Interligado Nacional - SIN por razotildees teacutecnicas ou econocircmicas

                            bull regiotildees remotas pequenos grupamentos de consumidores situados em sistema isoladoafastados das sedes municipais e caracterizados pela ausecircncia de economias de escalaou de densidade

                            Atualmente mais de 800 milhotildees de pessoas no mundo natildeo utilizam energia eleacutetricaEsses nuacutemeros mostram a importacircncia e a necessidade de que toda a populaccedilatildeo mundialtenha acesso a uma qualidade de vida adequada Em vista disso a descentralizaccedilatildeo dadistribuiccedilatildeo de energia e o aproveitamento de fontes renovaacuteveis de energia satildeo maneiras deminimizar ou ateacute mesmo extinguir essa triste situaccedilatildeo

                            Os habitantes mais afastados das principais fontes de geraccedilatildeo percebem o quatildeodifiacutecil eacute ter energia eleacutetrica O principal motivo dessa dificuladade estaacute relacionado aos altoscustos de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo como tambeacutem agrave baixa demanda dessas localidadesse comparadas aos grandes centros de consumo uma vez que eacute necessaacuteria uma extensarede de transmissatildeo em alta tensatildeo para o atendimento desses consumidores E portantotorna-se inviaacutevel para as concessionaacuterias de energia por razotildees econocircmicas e teacutecnicas

                            Portanto os sistemas OFF-Grid podem ser utilizados em regiotildees remotas carentesde rede de distribuiccedilatildeo eleacutetrica ou que possuam um abastecimento precaacuterio de energiaeleacutetrica Como exemplo de aplicaccedilatildeo destes sistemas tem-se as zonas rurais fazendassiacutetios estacionamentos e praias

                            Nestes contextos os sistemas OFF-Grid satildeo sistemas desconectados ou isoladosPortanto natildeo dependem da rede da concessionaacuteria para gerar energia eleacutetrica em periacuteodoscomo a noite em que os sistemas natildeo produzem energia Para isso eles possuem umsistema de armazenamento de energia por meio da utilizaccedilatildeo de baterias

                            As figuras 10 e 11 adiante representam um modelo de sistema OFF-Grid e o seudiagrama em funccedilatildeo da carga utilizada respectivamente

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 40

                            Figura 10 ndash Sistema OFF-Grid

                            Fonte FPME

                            Figura 11 ndash Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funccedilatildeo da carga utilizada

                            Fonte CRESESB 2006

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 41

                            Na figura 10 pode-se perceber a utilizaccedilatildeo de quatro equipamentos para compor osistema fotovoltaico OFF-Grid Satildeo eles

                            1 PAINEL FOTOVOLTAICO

                            Como nos sistemas ON-Grid

                            2 CONTROLADORES DE CARGA

                            Os controladores protegem a bateria ou o banco de bateria contra sobrecarga oudescarga profunda O controlador de carga eacute usado em sistemas pequenos em queos aparelhos utilizados satildeo de baixa tensatildeo e corrente contiacutenua (CC) Em sistemasisolados esses controladores de carga natildeo devem falhar pois podem haver dadosirreversiacuteveis Aleacutem disso eles devem ser projetados de acordo com as caracteriacutesticasdos variados tipos de bateria Quando a bateria atinge plena carga os controladoresdevem desconectar o gerador fotovoltaico e interromper o fornecimento de energiase o estado de carga da bateria atingir um niacutevel miacutenimo de seguranccedila Assim haacute oaumento de vida uacutetil das baterias O ajuste dos paracircmetros bem como a escolha domeacutetodo de controle devem ser adequados aos diferentes tipos de baterias

                            3 BATERIAS

                            Nos sistemas isolados haacute a utilizaccedilatildeo de alguma forma de armazenamento de energiaem que se pode realizar por meio de baterias a fim de que o consumidor possa utilizaraparelhos eleacutetricos ou ainda na forma de energia gravitacional ao se bombear aacuteguapara tanques em sistemas de abastecimento Alguns sistemas isolados natildeo necessitamde armazenamento o que eacute o caso da irrigaccedilatildeo onde toda a aacutegua bombeada eacutediretamente consumida ou estocada em reservatoacuterios

                            Atualmente satildeo vaacuterios os tipos de baterias existentes no mercado poreacutem pormotivos econocircmicos as baterias chumbo aacutecidas ainda satildeo as mais empregadas parafins fotovoltaicos ainda que outros tipos apresentem maior eficiecircncia e vida uacutetil aexemplo do Niacutequel-Caacutedmio do iacuteon de Liacutetio etc

                            4 INVERSOR

                            Como nos sistemas ON-Grid

                            Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de maacutexima potecircncia necessaacuteriopara otimizaccedilatildeo da potecircncia final produzida Este sistema eacute usado quando se deseja maisconforto na utilizaccedilatildeo de eletrodomeacutesticos convencionais

                            Os sistemas isolados conforme o proacuteprio nome sugere natildeo estatildeo conectados arede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo convencional Estes sistemas podem atender cargas CC sem

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 42

                            armazenamento cargas CC com armazenamento cargas CA sem armazenamento e cargasCA com armazenamento

                            A figura 11 apresenta cargas do tipo CC e do tipo CA conectadas ao sistemafotovoltaico isolado

                            bull Carga CC sem armazenamento

                            Para sistemas com carga CC sem armazenamento a energia eleacutetrica eacute usada nomomento da geraccedilatildeo por equipamentos que operam em corrente contiacutenua Umexemplo deste uso eacute um sistema de bombeamento de aacutegua com bombas com motorde corrente contiacutenua

                            bull Carga CC com armazenamento

                            Este eacute o caso em que se deseja usar equipamentos eleacutetricos em corrente contiacutenuaindependentemente de haver ou natildeo geraccedilatildeo fotovoltaica simultacircnea Para que istoseja possiacutevel a energia eleacutetrica deve ser armazenada em baterias usa-se tambeacutem umdispositivo para controlar a carga e descarga na bateria Tal equipamento chama-secontrolador de carga que tem como principal funccedilatildeo natildeo deixar que haja danos nabateria por sobrecarga ou descarga profunda

                            bull Carga CA sem armazenamento

                            Em cargas CA sem armazenamento o princiacutepio de funcionamento eacute semelhantepara cargas CC Poreacutem o diferencial eacute que a carga eacute alimentada em energia CAdevendo portanto ser utilizado um inversor entre o gerador fotovoltaico e a cargaUm exemplo deste uso eacute quando se deseja utilizar bombas com motores convencionaisem sistemas fotovoltaicos

                            bull Carga CA com armazenamento

                            Para alimentaccedilatildeo de equipamentos de corrente alternada eacute necessaacuterio um inversorEste dispositivo tem a funccedilatildeo de transformar a corrente contiacutenua em correntealternada transformar a tensatildeo por exemplo de 12 V em corrente contiacutenua para127 V em corrente alternada

                            Como nos sistemas ON-Grid tambeacutem seratildeo apresentados dados de uma simulaccedilatildeofinanceira atraveacutes da base de caacutelculos estipulados pela empresa Blue Sol Tal pesquisateve como propoacutesito analisar o tempo de retorno do investimento em energia solar de umaunidade consumidora que deixa de comprar energia eleacutetrica da concessionaacuteria a fim detornar-se independente da distribuidora de energia eleacutetrica para gerar sua proacutepria energiaTal UC eacute composta por quatro consumidores de energia eleacutetrica com um consumo meacutediomensal de R$ 25000 quando ainda era conectada agrave rede da concessionaacuteria de energia

                            Pode-se perceber por meio da figura 12 que o valor agrave vista deste sistema nareferida empresa eacute de R$ 1250125 A economia mensal para os consumidores dessa

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 43

                            unidade consumidora eacute de R$ 13774 e o payback eacute em seis anos Neste caso o sistemasolar fotovoltaico eacute composto por cinco moacutedulos fotovoltaicos com uma potecircncia de picode 1825 kWp e com uma produccedilatildeo de energia mensal estimada de 232 kWh conformemostra a figura 13

                            Figura 12 ndash Sistema OFF-Grid

                            Fonte Blue Sol

                            Figura 13 ndash Sistema OFF-Grid em nuacutemeros - Orccedilamento

                            Fonte Blue Sol

                            4113 Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid

                            Os sistemas FV (fotovoltaicos) podem contribuir para a capacidade maacutexima de umarede quando o pico de demanda ocorre no periacuteodo diurno A maioria das capitais brasileiras

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 44

                            tem esse comportamento e quanto maior eacute a demanda no veratildeo em comparaccedilatildeo com operiacuteodo de inverno maior eacute a possibilidade de a carga coincidir com a disponibilidade dorecurso solar

                            Algumas importantes contribuiccedilotildees da geraccedilatildeo fotovoltaica no caso da geraccedilatildeodistribuiacuteda satildeo

                            bull faacutecil instalaccedilatildeo jaacute que eacute necessaacuterio um curto tempo para a execuccedilatildeo dos projetos

                            bull reduccedilatildeo da demanda de transmissatildeo de energia eleacutetrica por longas distacircncias umavez que haacute uma proximidade com os centros de carga

                            bull reduccedilatildeo das perdas eleacutetricas impactos socioambientais negativos e minimizaccedilatildeo doscustos

                            Os sistemas FV satildeo compostos por equipamentos que transformam a energia dosol em energia eleacutetrica por meio de paineacuteis solares compostos por ceacutelulas fotovoltaicas Asduas categorias de sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid possuem uma configuraccedilatildeobaacutesica composta por moacutedulos unidade de controle de potecircncia aleacutem de possuir ou natildeounidade de armazenamento

                            Os sistemas fotovoltaicos ON-Grid satildeo sistemas conectados agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica que aleacutem de abastacer a proacutepria demanda satildeo tambeacutem capazes de abastecer arede eleacutetrica com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor da rede Porisso satildeo tambeacutem definidos como sistemas de compartilhamento de energia

                            Os sistemas conectados tem uma grande vantagem no que tange aos sistemasisolados por natildeo utilizarem baterias e controladores de carga o que os torna cerca de30 mais eficientes bem como garantem que toda a energia seja utilizada localmenteou em outro ponto da rede Sistemas ON-Grid podem ser utilizados tanto para abastecerum imoacutevel ou simplesmente para produzir e injetar a energia na rede eleacutetrica assim comouma usina hidreleacutetrica ou teacutermica

                            Portanto quando o proprietaacuterio do sistema produz mais energia do que consomea energia produzida faraacute com que o sistema fotovoltaico injete energia na rede eleacutetricaQuando produzir menos do que consome a rede eleacutetrica injetaraacute energia eleacutetrica no localde consumo em que o sistema foi instalado O medidor bidirecional contabilizaraacute o fluxode energia nos dois sentidos de fluxo de potecircncia

                            Do ponto de vista dos componentes um sistema fotovoltaico conectado agrave rede eacutecomposto basicamente por paineacuteis solares e inversores Os inversores aleacutem de transformara corrente contiacutenua em corrente alternada sincronizam o sistema com a rede puacuteblica

                            Algumas das vantagens dos sistemas conectados agrave rede satildeo descritas abaixo

                            bull a energia eacute produzida em proximidade com a carga resultando em menores perdasnas redes de distribuiccedilatildeo e transmissatildeo

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 45

                            bull o espaccedilo em que eacute produzida a energia eleacutetrica jaacute estaacute integrado agrave edificaccedilatildeo

                            bull o consumo de energia eleacutetrica principalmente de preacutedios comerciais tem maior valorquando ocorre em horaacuterio de maior produccedilatildeo de energia pelos moacutedulos fotovoltaicos

                            bull o consumidor que aumentar a carga da edificaccedilatildeo e jaacute possuir o sistema instaladoprecisa de espaccedilo extra para ampliar o sistema na edificaccedilatildeo Portanto o sistemaON-Grid possui modularidade aleacutem de diminuir a dependecircncia por energia eleacutetricada concessionaacuteria

                            bull os materiais de revestimento e de cobertura da edificaccedilatildeo podem ser substituiacutedospela montagem do sitema ON-Grid Aleacutem disso este sistema vem se destacandonos projetos arquitetocircnicos e na construccedilatildeo civil jaacute que o empreendimento podereceber certificaccedilatildeo ambiental por meio de criteacuterios de sustentabilidade ambiental aexemplo de menor consumo de energia eleacutetrica

                            A maior vantagem da geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia para o consumidor eacute a economiana conta de energia ao instalar um micro ou minigerador A economia pode ser de ateacute 95na conta de energia pelo fato de o consumidor ter de pagar uma taxa de disponibilidade agraveconcessionaacuteria de energia por estar conectado agrave rede e esta precisar de manutenccedilatildeo Aleacutemdisso o sistema fotovoltaico pode alimentar ateacute 100 do consumo de energia do local ondeo sistema estaacute inserido (casa empresa etc) Portanto o consumidor que gera a proacutepriaenergia torna-se independente energeticamente e livre das altas tarifas das distribuidorasde energia e da contiacutenua inflaccedilatildeo (INPE 2006)

                            Jaacute os sistemas OFF-Grid atendem a um propoacutesito especiacutefico e local diferentementedos sistemas ON-Grid O propoacutesito principal dos sistemas isolados eacute atender localidades emaacutereas remotas Por isso o fornecimento de energia pela rede eleacutetrica convencional torna-seinviaacutevel devido agraves dificuldades de acesso e aos altos custos para construccedilatildeo de subestaccedilotildeese de longos circuitos de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo para atender a uma pequena demandapontual ou algumas poucas unidades consumidoras

                            Algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados estatildeo apresentadas abaixo

                            bull aumento da taxa de autoconsumo

                            bull resiliecircncia agraves flutuaccedilotildees da rede eleacutetrica

                            bull autonomia diante da interrupccedilatildeo do fornecimento de energia eleacutetrica

                            O uso de sistemas fotovoltaicos em comunidades isoladas satildeo uma boa alternativado ponto de vista econocircmico social e ambiental tendo em vista que geralmente estascomunidades satildeo constituiacutedas por moradores de baixa renda ou baixo niacutevel de educaccedilatildeoos quais nem sempre tem acesso agrave informaccedilatildeo e a serviccedilos de saneamento baacutesico e outrosque aumentam e muito a vulnerabilidade desta populaccedilatildeo

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 46

                            Neste sentido a instalaccedilatildeo de pequenos sistemas de energia solar fotovoltaica mudamuito a vida dessas comunidades e pessoas de forma positiva Como exemplo tem-se ospequenos e meacutedios sistemas de bombeamento de aacutegua limpa a refrigeraccedilatildeo de alimentos emedicamentos (vacinas) a iluminaccedilatildeo a comunicaccedilatildeo entre outras aplicaccedilotildees Sistemassimples e de relativo baixo custo que satildeo capazes de salvar vidas modificar a forma deviver e levar informaccedilatildeo inclusatildeo e a melhoria da qualidade de vida de comunidadesisoladas as quais poderatildeo receber informaccedilatildeo e desenvolvimento por meio de sinal deinternet TV e telefonia aleacutem da luz

                            Assim faz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de alternativas energeacuteticas viaacuteveis para oconsumidor concessionaacuterias de energia e meio ambiente Portanto um dos sistemas maisindicados para aproveitar esta energia eacute o fotovoltaico uma vez que possibilita a geraccedilatildeodistribuiacuteda de eletricidade em plantas de pequenas e meacutedias escalas - residecircncias oucomeacutercios

                            Portanto ao comparar as simulaccedilotildees financeiras referentes aos dois tipos de sistemasfotovoltaicos abordados neste trabalho realizadas por meio da empresa Blue Sol pode-seconcluir que para um consumo meacutedio mensal de R$ 25000 seria necessaacuterio uma produccedilatildeode energia mensal estimada em 232 kWh atraveacutes de cinco moacutedulos fotovoltaicos com apotecircncia de pico do sistema equivalente agrave R$ 1825 kWp

                            Entretanto pode-se perceber que o sistema fotovoltaico ON-Grid tem um custofinanceiro inferior se comparado ao sistema fotovoltaico OFF-Grid tendo em vista queos sistemas isolados utilizam controlador de carga e baterias como equipamentos paracontrole e armazenamento de energia e por isso houve um acreacutescimo no valor destessistemas

                            Desta forma a energia eleacutetrica proveniente dos sistemas fotovoltaicos ON-Gride OFF-Grid eacute de suma importacircncia para os consumidores que preocupam-se com odesenvolvimento de um mundo mais sustentaacutevel Portanto o tipo de sistema fotovoltaicodeve ser escolhido de acordo com a necessidade do consumidor

                            412 Anaacutelise socioambiental

                            4121 Demanda de mercado

                            As secas que provocam crises de energia no setor eleacutetrico brasileiro satildeo recorrentesPoreacutem a principal fonte de energia no paiacutes vem das hidreleacutetricas Dessa maneira pelo fatode esta fonte renovaacutevel de energia estar sujeita aos fatores climaacuteticos como os periacuteodosde seca ou menor incidecircncia de chuva os niacuteveis de aacutegua dos reservatoacuterios podem atingirvalores criacuteticos e ocasionar inseguranccedila energeacutetica Assim a oferta de energia diminui econsequentemente os preccedilos da energia aumentam no paiacutes devido agraves condiccedilotildees de geraccedilatildeo

                            Neste sentido o risco hidroloacutegico e o preccedilo da energia estatildeo diretamente relacionados

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 47

                            com o caacutelculo para acionamento das bandeiras tarifaacuterias em que parte dos valores pagospelos consumidores atraveacutes da conta de energia satildeo repassados para compensar os custosextras de produccedilatildeo de energia em periacuteodos de seca Entatildeo a diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica no paiacutes torna-se essencial para suprir a presente e futura demanda por energiaeleacutetrica aleacutem de reduzir os elevados ajustes tarifaacuterios

                            Haacute que se ressaltar que o desenvolvimento e as relaccedilotildees da espeacutecie humana deram-sepor meio do uso de energia Inicialmente a humanidade devido agraves suas necessidadesvalia-se de formas mais simples de energias encontradas na natureza tal como a forccedilamotriz dos ventos rios o uso de lenha etc Se por um lado a grande abundacircncia nanatureza de energias foacutesseis e seu preccedilo inicialmente reduzido possibilitou ao homem umsalto desenvolvimentista antes nunca visto por outro lado a crescente demanda por essasformas de energia tambeacutem fez com que o preccedilo subisse de forma avassaladora e as reservasfossem se esgotando em virtude das necessidades de paiacuteses industrializados em consumirenergia em larga escala

                            As crises energeacuteticas no mundo decorreram principalmente devido ao crescimentodemograacutefico da populaccedilatildeo mundial bem como ao ritmo de progresso material da atualidadeDeve-se observar poreacutem que o excessivo consumo de energia soacute pode ser mantido enquantoa oferta for capaz de atender a demanda

                            A tabela 2 apresenta a proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica noBrasil em domiciacutelios desde o ano de 2011 e esse acesso apresenta importantes questotildeescriacuteticas em todos os acircmbitos do desenvolvimento sustentaacutevel envolvendo uma ampla gamade impactos sociais e econocircmicos incluindo a facilitaccedilatildeo do desenvolvimento de atividadesgeradoras de renda baseadas no domiciacutelio e o aliacutevio da carga das tarefas domeacutesticas

                            A foacutermula de caacutelculo utilizada pelo IBGE para encontrar a proporccedilatildeo da populaccedilatildeocom acesso agrave energia eleacutetrica em porcentagem eacute

                            [(populacao que possui acesso agrave energia eleacutetrica) (total de populaccedilatildeo)] x 100

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 48

                            Tabela 2 ndash Proporccedilatildeo da populaccedilatildeo com acesso agrave energia eleacutetrica ()

                            Fonte IBGE 2019

                            Conforme BRASIL (2018) a populaccedilatildeo brasileira em 2018 foi estimada em aproxi-madamente 208 milhotildees de habitantes

                            Portanto de acordo com a tabela em 2018 o Brasil apresentou 1 da populaccedilatildeosem acesso agrave energia eleacutetrica cerca de 2 milhotildees de habitantes o que indica que muitosbrasileiros ainda natildeo possuem uma qualidade de vida adequada

                            A tabela 3 e a figura 14 mostram como a geraccedilatildeo eleacutetrica por meio da fonte solarfotovoltaica se destacou no ano de 2018 se comparada ao ano de 2017

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 49

                            Tabela 3 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

                            Fonte BEN 2019

                            Figura 14 ndash Geraccedilatildeo Eleacutetrica (GWh)

                            Fonte BEN 2019

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 50

                            O expressivo aumento de geraccedilatildeo solar fotovoltaica apresentado nas figuras foi deaproximadamente 316 Esse resultado revela que o Brasil estaacute cada vez mais interessadoem diversificar a matriz energeacutetica e reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa a fimde preservar o meio ambiente Mostra principalmente que a energia fotovoltaica estaacuteconquistando um lugar importante no setor energeacutetico do paiacutes E o total de geraccedilatildeo eleacutetricano ano de 2018 foi de 601396 GWh representando um aumento de 2 se comparadocom o ano de 2017

                            De acordo com as figuras 3 e 14 o ano de 2018 teve um forte recuo na oferta dederivados do petroacuteleo recuo na geraccedilatildeo hidraacuteulica e consequente aumento na geraccedilatildeoteacutermica de eletricidade bem como pequenos aumentos para produtos intensivos em energiae consumo de energia eleacutetrica Para todo o ano de 2018 a oferta total cresceu 2 Aparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis deve continuar aumentando A eoacutelica teve um aumentode 144 na geraccedilatildeo de energia eleacutetrica A energia solar estaacute em um processo de forteincremento na matriz de oferta energeacutetica com 3161

                            Pode-se perceber que de modo geral a demanda por energia eleacutetrica vem aumen-tando no decorrer dos anos principalmente por meio de fontes de energias renovaacuteveis

                            A figura 15 representa o mercado de eletricidade entre os anos de 2017 e 2018 Omercado de energia eleacutetrica eacute apresentado no graacutefico no qual estatildeo incluiacutedos os consumosresidencial comercial industrial e outros Eacute possiacutevel verificar que no ano de 2017 omercado de eletricidade teve um total de 467161 GWh enquanto que no ano de 2018houve um aumento de 11 o equivalente agrave 472242 GWh Eacute perceptiacutevel tambeacutem quetodas as classes residencial industrial comercial e outros apresentaram um acreacutescimo de12 06 13 e 10 respectivamente em relaccedilatildeo ao ano de 2017

                            Figura 15 ndash Mercado de eletricidade em 12 meses - GWh

                            Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 51

                            A matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional (SIN)dos anos 2017 e 2018 eacute apresentada na tabela 4 a qual mostra a evoluccedilatildeo mensal e anualbem como o valor acumulado nesses doze meses Eacute possiacutevel perceber que a fonte solar tevea maior evoluccedilatildeo entre os anos 2017 e 2018 apresentando 1841 Os valores de produccedilatildeoincluem geraccedilatildeo em teste e os dados foram contabilizados ateacute dezembro de 2018

                            O maior valor acumulado entre os meses de janeiro e dezembro de 2018 foi pormeio da geraccedilatildeo hidraacuteulica que correspondeu a 401576 GWh do total gerado no paiacutesvalor 41 superior ao verificado no ano anterior A participaccedilatildeo da geraccedilatildeo por fonteteacutermica na matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica do Brasil teve um valor acumuladoem 133 inferior que o ano de 2017 Jaacute a participaccedilatildeo de usinas eoacutelicas na matriz deproduccedilatildeo de energia eleacutetrica representou 143 de aumento no ano de 2018

                            Tabela 4 ndash Matriz de produccedilatildeo de energia eleacutetrica no sistema interligado nacional

                            Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                            A tabela 5 complementa a figura anterior atraveacutes dos dados de dezembro de 2017e 2018 e dos doze meses entre esses anos Aleacutem disso apresenta o consumo total de energiaeleacutetrica por subsistema Portanto o subsistema SudesteCentro-Oeste foi o que maisconsumiu energia eleacutetrica com 17 de aumento se forem comparados os anos 2017 e2018

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 52

                            Tabela 5 ndash Consumo de energia eleacutetrica

                            Fonte EPE - Resenha Mensal do Mercado de Energia Eleacutetrica 2019

                            Ainda de acordo com a figura 5 o consumo de eletricidade industrial entre umano e outro foi maior em 13 Em seguida a classe residencial teve um aumento de 12chegando ao valor de 136022 GWh

                            Em janeiro de 2019 o Operador Nacional do Sistema Eleacutetrico (ONS) registrouquatro recordes consecutivos de demanda por energia eleacutetrica no paiacutes Anterior a essesrecordes no ano de 2014 a demanda maacutexima chegou a 85708 MW Jaacute no uacuteltimo recordede 2019 a carga atingiu 90525 MW Esses altos valores de demanda devem-se agraves altastemperaturas registradas no paiacutes Assim com o intenso calor no paiacutes faz com que haja umaumento do uso de chuveiros e aparelhos de ar condicionado Poreacutem devido ao baixo niacuteveldos reservatoacuterios das hidreleacutetricas e ao aumento do consumo de eletricidade o sistemaoperou com restriccedilotildees devido agraves indisponibilidades de algumas usinas

                            Com isso eleva-se a complexidade da operaccedilatildeo do sistema eleacutetrico que passa adepender de um nuacutemero maior de termoeleacutetricas em atividade e de grandes quantidades deenergia sendo transferidas de uma regiatildeo para a outra do paiacutes a longas distacircncias devidoaos baixos niacuteveis dos reservatoacuterios que continuam abaixo do esperado Assim se haacute umaqueda em uma linha fica difiacutecil de suprir com outra que jaacute esteja sendo totalmente usadaPor isso o sistema energeacutetico brasileiro fica mais vulneraacutevel a ter faltas e apagotildees aleacutemde tornar-se mais complexo

                            Neste sentido os brasileiros estatildeo cada vez mais buscando informaccedilotildees sobreenergias alternativas uma vez que o consumo de energia eleacutetrica vem aumentando noBrasil Assim sendo uma soluccedilatildeo para tais problemas estaacute na diversificaccedilatildeo da matrizenergeacutetica brasileira Recomenda-se o uso dos sistemas fotovoltaicos principalmente porutilizarem a fonte renovaacutevel solar e tambeacutem por produzirem muita energia nos horaacuterios dealta incidecircncia solar horaacuterios como os que houve maiores registros de demanda maacutexima

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 53

                            Segundo a ANEEL (2019a) e de acordo com os dados atualizados ateacute o momento dapesquisa por meio de 87306 Centrais Geradoras Fotovoltaicas (UFV) 109088 UnidadesConsumidoras (UCs) com geraccedilatildeo distribuiacuteda receberam creacuteditos O total de potecircnciainstalada eacute de 92535528 kW

                            Uma quantidade de 12402 usinas na modalidade autoconsumo remoto fez comque 44018 UCs recebessem os creacuteditos um total de 24098522 kW de potecircncia instaladaNa modalidade geraccedilatildeo compartilhada uma quantidade de 284 usinas fez com que 1215UCs recebessem os creacuteditos um total de 2462771 kW de potecircncia instalada

                            Jaacute na modalidade geraccedilatildeo na proacutepria UC uma quantidade de 74905 usinas fizeramcom que 74905 UCs recebessem os creacuteditos um total de 80176404 kW de potecircnciainstalada

                            E por fim na modalidade muacuteltiplas UC uma quantidade de 730 usinas fez com que201 UCs recebessem os creacuteditos um total de 62817 kW de potecircncia instalada (ANEEL2019b)

                            4122 Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

                            Segundo o INPE (2017) o Brasil possui um grande potencial no que diz respeito agravegeraccedilatildeo fotovoltaica de energia eleacutetrica conforme seraacute mostrado no mapa da Figura 16 Atiacutetulo de exemplo no local menos ensolarado do Brasil eacute possiacutevel gerar mais eletricidadesolar do que no local mais ensolarado da Alemanha

                            O mapa exibe o rendimento energeacutetico anual maacuteximo (medido em kWh de energiaeleacutetrica gerada por ano para cada kWp de potecircncia fotovoltaica instalada em todo oterritoacuterio brasileiro) referentes agraves usinas de grande porte centralizadas e instaladas emsolo e agrave geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda integrada em telhados e coberturas de edificaccedilotildees

                            Foi adotada uma taxa de desempenho meacutedio anual de 80 que representa odesempenho de um gerador fotovoltaico bem projetado e instalado com equipamentos deboa qualidade e etiquetado pelo INMETRO A concentraccedilatildeo populacional brasileira eacutetambeacutem mostrada atraveacutes dos ciacuterculos azuis espalhados pelo territoacuterio nacional conformese veraacute a seguir

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 54

                            Figura 16 ndash Mapa do potencial de geraccedilatildeo solar fotovoltaica em termos do rendimentoenergeacutetico anual para todo o Brasil (medido em kWhkWpano no perfil decores) admitindo uma taxa de desempenho de 80 para geradores fotovoltaicosfixo e distribuiccedilatildeo da populaccedilatildeo brasileira nas cidades

                            Fonte Atlas Brasileiro de Energia Solar 2017

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 55

                            Segundo CRESESB-CEPEL (2008) as regiotildees deseacuterticas satildeo as mais providas deradiaccedilatildeo solar podendo ser citadas o deserto araacutebico no Sudatildeo e o Deserto de MojaveCalifoacuternia Estados Unidos O Brasil pode ser comparado com tais regiotildees devido ao fatode os valores de radiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedias mensais maacuteximas miacutenimas e anuais seaproximarem uns dos outros Na tabela 6 as aacutereas localizadas no Nordeste do Brasil secomparam com as melhores regiotildees do mundo no que diz respeito aos valores de radiaccedilatildeosolar diaacuteria mensal e anual

                            Tabela 6 ndash Regiotildees comparadas em niacutevel de radiaccedilatildeo

                            Fonte CRESESB - CEPEL

                            Com o intuito de atender ao crescimento do mercado no ambiente regulado eaumentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica brasileira muitosempreendimentos satildeo contratados por meio de leilotildees de energia em que as contrataccedilotildeesiniciaram-se nos leilotildees de energia e reserva de 2014 A figura 17 mostra que ateacute o ano de2018 143 empreendimentos foram contratados e a capacidade instalada desse conjunto deusinas eacute 4033 MW localizadas principalmente nas regiotildees Nordeste e Sudeste do Brasil

                            De acordo com estimativas em meacutedia o Nordeste representa 75 do total de usinasregistradas em que a Bahia possui o maior nuacutemero de projetos cadastrados (EPE 2018c)

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 56

                            Figura 17 ndash Localizaccedilatildeo dos empreendimentos solares fotovoltaicos contratados nos leilotildeesde energia

                            Fonte EPE - Plano Decenal de Expansatildeo de Energia 2027

                            Ateacute 2030 o programa ProGD pode movimentar mais de 100 bilhotildees em investi-mentos em que 27 milhotildees de UCs poderatildeo gerar a proacutepria energia seja em residecircnciascomeacutercios induacutestrias bem como no setor agriacutecola O resultado poderaacute ser 23500 MW(48 TWh produzidos) de energia limpa e renovaacutevel o equivalente agrave metade da geraccedilatildeo dausina hidreleacutetrica de Itaipu Com isso o Brasil pode evitar que sejam emitidos 29 milhotildeesde toneladas de CO2 na atmosfera

                            Conforme a ANEEL ateacute 2024 aproximadamente um milhatildeo e duzentos mil ge-radores de energia solar seratildeo instalados em casas e empresas do Brasil Esse nuacutemerorepresenta 15 da matriz energeacutetica brasileira Aleacutem disso ateacute o ano de 2030 o mercadode energia fotovoltaica deveraacute movimentar cerca de R$ 100 bilhotildees

                            O Brasil muitas vezes possui um potencial de energia solar fotovoltaica maiselevado que o consumo total de energia eleacutetrica do paiacutes Este potencial pode ser comparadocom a usina hidreleacutetrica de Itaipu que contribui com cerca de 25 da energia eleacutetricaconsumida no paiacutes Como exemplo ao cobrir toda a parte alagada de Itaipu (lago artificialde 1350 km2 localizado na fronteira Brasil-Paraguai) com moacutedulos solares fotovoltaicos

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 57

                            seria possiacutevel gerar o dobro da energia gerada por Itaipu o que equivalente a 50 daeletricidade consumida no Brasil

                            Portanto o potencial de energia disponiacutevel em um paiacutes estaacute relacionado ao cres-cimento econocircmico e consequentemente ao desenvolvimento de uma sociedade Dessamaneira a matriz energeacutetica deve ser diversificada com recursos naturais renovaacuteveis jaacute queem um paiacutes em que haacute predominacircncia de uma fonte eacute possiacutevel que haja maior dependecircciapor esta fonte Por este motivo eacute necessaacuterio ampliar a oferta de energias renovaacuteveis

                            Conforme a pesquisa Ibope Inteligecircncia de 2018 89 dos brasileiros quer gerarenergia renovaacutevel em casa e de acordo com a pesquisa DataFolha de 2016 79 dosbrasileiros quer instalar energia solar fotovoltaica em casa caso se tenha financiamentodisponiacutevel Para isso as empresas devem adaptar-se agrave nova realidade e agraves expectativas doconsumidor

                            Vale afirmar que na Austraacutelia e nos Estados Unidos satildeo mais de 2 milhotildees desistemas de geraccedilatildeo distribuiacuteda solar fotovoltaica junto aos consumidores Na Austraacuteliauma em cada cinco residecircncias gera energia eleacutetrica limpa renovaacutevel e barata no proacutepriotelhado atraveacutes do sol havendo assim maior avanccedilo da democratizaccedilatildeo da geraccedilatildeo solarfotovoltaica distribuiacuteda

                            No Brasil de acordo com EPE (2014) ateacute 2050 devem ser instalados mais de 33GWp no setor residencial cerca de 13 da carga do setor Satildeo cerca de 15 milhotildees dedomiciacutelios ou 18 do total potencial como mostra a figura 18

                            A tabela 7 mostra uma estimativa de investimentos no setor de eletricidade noperiacuteodo 2018-2027 A oferta de eletricidade por meio da geraccedilatildeo centralizada teraacute inves-timento de 226 bilhotildees de reais ao passo que a geraccedilatildeo distribuiacuteda teraacute 60 bilhotildees dereais investidos na transmissatildeo Poreacutem o maior investimento ainda seraacute em petroacuteleo e gaacutesnatural com um valor de 1382 bilhotildees de reais em investimento

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 58

                            Figura 18 ndash Geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda

                            Fonte EPE - PNE 2050

                            Tabela 7 ndash Siacutentese das estimativas de investimentos

                            Fonte EPE 2018

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 59

                            4123 Impacto socioambiental

                            Atualmente muitas mudanccedilas no meio ambiente satildeo vivenciadas pelos seres huma-nos a exemplo de variaccedilotildees naturais como terremotos inundaccedilotildees furacotildees e queimadasEssas mudanccedilas causadas tambeacutem pela accedilatildeo do homem estatildeo relacionadas agrave maacute utilizaccedilatildeodos recursos naturais principalmente os energeacuteticos que satildeo mais evidenciados em paiacutesesindustrializados bem como ao aumento populacional

                            As crises de petroacuteleo satildeo exemplos do quatildeo eacute importante diversificar a matrizenergeacutetica Na deacutecada de 70 o crescente consumo de petroacuteleo e seus derivados por grandeparte do mundo fez com que paiacuteses compradores e dependentes dessa energia vindaprincipalmente de paiacuteses aacuterabes tivessem que comprar petroacuteleo com o preccedilo 400 maiselevado A partir dessa crise os paiacuteses dependentes dessa fonte comeccedilaram a mudar aspoliacuteticas energeacuteticas para que crises como essa natildeo ocorressem novamente

                            De acordo com o relatoacuterio divulgado pelo Programa das Naccedilotildees Unidas para oMeio Ambiente (PNUMA) as emissotildees globais de dioacutexido de carbono (CO2) aumentaramnovamente em 2017 apoacutes um hiato de trecircs anos destacando o imperativo dos paiacuteses emcumprir o histoacuterico Acordo de Paris para manter o aquecimento global abaixo de 2oCacima dos niacuteveis preacute-industriais

                            O gaacutes de CO2 que reteacutem o calor na atmosfera eacute amplamente responsaacutevel peloaumento das temperaturas globais No ano de 2016 o setor de energia foi responsaacutevelpela emissatildeo de 4235 milhotildees de toneladas de dioacutexido de carbono equivalente (CO2e) oque correspondeu a 19 do total anual de emissotildees no Brasil Jaacute o setor de ProcessosIndustriais e Uso de Produtos foi responsaacutevel por 4 das emissotildees brasileiras o queequivale a 956 milhotildees de toneladas de CO2e

                            Atualmente a realizaccedilatildeo do planejamento energeacutetico conta com a preocupaccedilatildeocom o meio ambiente assim como em minimizar os impactos socioambientais Devido agravegrande participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica as emissotildees de GEE porunidade de energia consumida no Brasil satildeo pequenas se comparadas com a de outrospaiacuteses Contudo o paiacutes ainda tem um caminho longo a percorrer para atingir padrotildeessocioeconocircmicos comparaacuteveis aos de paiacuteses desenvolvidos

                            Por esse motivo o consumo de energia per capita deveraacute aumentar consideravelmenteateacute 2030 e natildeo eacute esperada tendecircncia de reduccedilatildeo das emissotildees do setor de energia Asemissotildees do setor seratildeo crescentes mesmo contando com ampla participaccedilatildeo de fontesrenovaacuteveis

                            O Brasil se destaca por jaacute possuir atualmente uma matriz energeacutetica com grandeparticipaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis realidade verificada em poucos paiacuteses no mundo Issosignifica que as emissotildees de gases de efeito estufa por unidade de energia consumida noBrasil satildeo pequenas se comparadas com outros paiacuteses

                            Segundo o EPE (2006-2007) ateacute 2030 27 milhotildees de unidades consumidoraspoderatildeo gerar a proacutepria energia o que pode resultar em 23500 MW (48 TWh produzidos)

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 60

                            de energia limpa e renovaacutevel o que representa a metade da geraccedilatildeo da usina hidreleacutetricade Itaipu

                            Desse modo o Brasil pode evitar que 29 milhotildees de toneladas de CO2 sejamemitidos na atmosfera Assim sendo entende-se que fontes mais poluentes como teacutermicasa combustiacuteveis foacutesseis deixaratildeo de ser utilizadas

                            Os impactos socioambientais referentes agrave produccedilatildeo de energia eleacutetrica estatildeo sendodiscutidos mundialmente Isso deve-se ao fato de grandes concentraccedilotildees de GEE impacta-rem negativamente na vida dos seres vivos (GOLDEMBERG LUCON 2011)

                            Segundo a nota teacutecnica da EPE (2017a) sobre a anaacutelise socioambiental das fontesenergeacuteticas do Planejamento e Desenvolvimento Energeacutetico (PDE) 2026 a utilizaccedilatildeo daenergia solar fotovoltaica natildeo traz malefiacutecios para o meio ambiente uma vez que natildeo haacuteemissatildeo de poluentes NOx SO2 CO bem como gases de efeito estufa (CO2 CH4 N2O eoutros)

                            Ainda de acordo com a nota teacutecnica supracitada no processo de fabricaccedilatildeo dossistemas fotovoltaicos a criaccedilatildeo de empregos impacta positivamente na populaccedilatildeo Demaneira contraacuteria haacute impactos negativos como os associados agrave induacutestria de transformaccedilatildeoe de extraccedilatildeo mineral que podem ser intensificados com o crescimento na demanda defabricaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas

                            Poreacutem alguns impactos da geraccedilatildeo fotovoltaica - relacionados ao uso e ocupaccedilatildeodo solo - estatildeo associados agrave construccedilatildeo das usinas movimentaccedilatildeo de terra bem comoimplantaccedilatildeo de vias de acesso De maneira complementar cabe ressaltar que podem ocorreralgumas interferecircncias sobre a fauna e a flora se as usinas demandarem uma supressatildeovegetal significativa bem como gerar impactos negativos na paisagem Outro aspectoimportante eacute o local de instalaccedilatildeo das usinas uma vez que o excesso de poeira e ventohaveraacute a necessidade de uma limpeza diferenciada dos paineacuteis por meio da adoccedilatildeo denovas tecnologias e processos ou de maior consumo de aacutegua

                            Com o progresso da industrializaccedilatildeo ao longo dos anos de maneira cada vez maisintensa a tecnologia atualiza-se e contribui devido ao consumismo infrene para que segere mais resiacuteduos no meio ambiente Vale salientar pois sobre o descarte de paineacuteissolares tendo em vista o impacto ambiental que os componentes de tais paineacuteis podemcausar O sistema de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica por meio de placas fotovoltaicas eacute umatendecircncia de crescimento mundial Neste sentido aumentaraacute gradativamente o lanccedilamentode resiacuteduos no ambiente o que provavelmente acarretaraacute um seacuterio problema ambiental

                            O raacutepido crescimento dos sistemas fotovoltaicos estabelece preocupaccedilotildees no sentidodo impacto que esses sistemas possam gerar ao meio ambiente Um desses impactos estaacuterelacionado ao ciclo de vida de um sistema fotovoltaico causado durante e apoacutes a vidauacutetil do produto em que envolve a quantidade de energia demandada pelo produto e aquantidade de material aleacutem da quantidade de poluentes e resiacuteduos emitidos durante ouso bem como apoacutes a validade desses sistemas - geralmente em torno de 25 anos Por

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 61

                            isso a importacircncia de se estudar os impactos socioambientais referentes ao futuro descartedesses materiais fotovoltaicos no meio ambiente

                            Brouwer et al afirmam que a energia solar apresenta a oportunidade de gerareletricidade limpa o que pode levar a um estilo de vida sustentaacutevel Contudo processosde fabricaccedilatildeo estabelecidos na induacutestria eletrocircnica estatildeo criando quantidades alarmantesde resiacuteduos perigosos no fim do ciclo de vida de seus produtos

                            Sob o ponto de vista da produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas cabe afirmar que eacutenecessaacuteria a utilizaccedilatildeo de diversos gases e quiacutemicos para a sua produccedilatildeo Atualmente ocontrole de produccedilatildeo das ceacutelulas eacute alto e estas satildeo produzidas em um ambiente controladoe todos os resiacuteduos satildeo tratados Desta forma nos tempos atuais o impacto ambiental dasceacutelulas eacute muito baixo

                            Entretanto de acordo com IRENA (2016) no cenaacuterio de perda regular o desperdiacuteciode paineis fotovoltaicos corresponde a 43500 toneladas no final de 2016 com um aumentoprojetado para 17 milhatildeo de toneladas em 2030 Uma subida draacutestica esperada ateacute 2050de aproximadamente 60 milhotildees de toneladas conforme mostra a figura 19

                            Jaacute a projeccedilatildeo do cenaacuterio de perda antecipada estima maiores fluxos de resiacuteduosfotovoltaicos totais com 250000 toneladas ateacute o final de 2016 Esta estimativa aumentariapara 8 milhotildees de toneladas em 2030 e 78 milhotildees de toneladas em 2050 Isso ocorre porqueo cenaacuterio de perda antecipada pressupotildee maior porcentagem de falhas no painel FV secomparado ao cenaacuterio de perda regular

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 62

                            Figura 19 ndash Volumes cumulativos estimados de resiacuteduos de paineacuteis fotovoltaicos no finalde vida pelos cinco principais paiacuteses em 2050 por cenaacuterio de perda antecipadae cenaacuterio de perda regular

                            Fonte IRENA 2016

                            Ainda de acordo com IRENA (2016) sobre o aumento do volume de resiacuteduos em2030-2050 o aumento mundial na implantaccedilatildeo de FV e as taxas meacutedias de vida e falhapara paineacuteis volumes de resiacuteduos certamente aumentaratildeo mais rapidamente ateacute 2030Considerando-se que em 2030 os trecircs principais fabricantes de paineacuteis fotovoltaicos devemincluir a China a Alemanha e o Japatildeo Pois entatildeo a China ainda estaacute prevista para teracumulado a maior quantidade de resiacuteduos (135-20 milhotildees de toneladas)

                            No entanto a Alemanha eacute ultrapassada pelos EUA (75-10 milhotildees de toneladas) oJapatildeo eacute o proacuteximo (65-75 milhotildees toneladas) e a Iacutendia segue (44-75 milhotildees toneladas)A perda regular e estimativas de resiacuteduos com perda precoce pelos cinco principais paiacutesesem 2030 e 2050

                            A responsabilidade pela gestatildeo de resiacuteduos no final da vida com atividades ajusante (geraccedilatildeo de resiacuteduos coleta transporte tratamento e eliminaccedilatildeo) satildeo tipicamenteabrangidos pelas trecircs principais partes interessadas apresentadas abaixo

                            bull sociedade o gerenciamento do final de vida desses componentes dos sistemas FVdeve ser realizado por sociedade em conjunto com organizaccedilotildees governamentaisa fim de controlar a gestatildeo de operaccedilotildees financiadas por impostos Isso poderiagerar receita para os municiacutepios e eliminar os custos fixos de construir uma novainfra-estrutura proporcionando benefiacutecios de economia em escala Os inconvenientespodem incluir a falta de concorrecircncia e otimizaccedilatildeo de custos mais lenta

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 63

                            bull consumidores consumidor que produz a proacutepria energia eleacutetrica por meio de paineise o lixo eacute responsaacutevel pela gestatildeo do fim da vida desses componentes incluindo otratamento e eliminaccedilatildeo apropriados de paineacuteis O consumidor pode tentar minimizarcustos o que pode ter um efeito negativo sobre o desenvolvimento de uma boarecolha de resiacuteduos e tratamento Esta abordagem permanece atualmente a estruturadominante na maioria dos paiacuteses para o gerenciamento do painel fotovoltaico no fimda vida

                            bull produtores o gerenciamento do final de vida eacute baseado na responsabilidade doprodutor ampliado Isso manteacutem os produtores fisicamente e financeiramente res-ponsaacuteveis pelo impacto de seus produtos no meio ambiente ateacute o final da vida uacutetile fornece incentivos para o desenvolvimento de produtos com menores impactosambientais Este princiacutepio tambeacutem pode ser usado para criar fundos para financiarcoleta tratamento e reciclagem adequados e sistemas de eliminaccedilatildeo

                            Portanto a eliminaccedilatildeo segura de paineacuteis solares sugere o desmantelamento de paineacuteissolares de uma maneira que nenhum material nocivo seja liberado para o meio ambienteEntatildeo em termos de soluccedilatildeo cabe ressaltar que as empresas deveratildeo comprometer-se adescartar tais resiacuteduos de maneira pertinente tendo-se em vista que os equipamentos satildeodanosos ao meio ambiente por isso a importacircnica de se reciclar esses materiais

                            Com o propoacutesito de se reduzir as poluiccedilotildees faz-se necessaacuteria portanto a diversi-ficaccedilatildeo da matriz energeacutetica atraveacutes de pesquisas ou investimentos em tecnologias queutilizem recursos naturais renovaacuteveis bem como estudos ambientais realizados na fase delicenciamento ambiental do projeto Para tanto eacute de fundamental importacircncia a valori-zaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos baixos impactos - baixa emissatildeo de GEE - causados pelo sistemafotovoltaico

                            Aleacutem disso a geraccedilatildeo de energia solar limpa e renovaacutevel eacute importante para que opaiacutes atinja as metas assumidas na COP21 No acordo assinado no final de 2015 o paiacutes secomprometeu a expandir o uso domeacutestico de energia gerada por fontes renovaacuteveis aleacutem daenergia hiacutedrica para ao menos 23 da matriz eleacutetrica ateacute o ano de 2030

                            De acordo com a figura 20 as energias de baixo carbono - renovaacuteveis e nuclear- aumentaratildeo a participaccedilatildeo na matriz de geraccedilatildeo eleacutetrica brasileira ateacute o ano de 2040O Brasil teraacute 96 de energias de baixo carbono visto que a maior aacuterea apresentada nograacutefico eacute de energias renovaacuteveis Em contrapartida o mundo teraacute 80 de energias de baixocarbono

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 64

                            Figura 20 ndash Matriz de Geraccedilatildeo Eleacutetrica 2040

                            Fonte EPE 2019

                            No entanto a natureza fonte de recursos primaacuterios do sistema energeacutetico seexplorada provoca impactos socioambientais que para serem amenizados satildeo necessaacuteriaspraacuteticas sustentaacuteveis no setor energeacutetico uma vez que as mudanccedilas climaacuteticas caracterizamameaccedilas para a humanidade e para o planeta Assim eacute importante a participaccedilatildeo de todosos paiacuteses com o propoacutesito de reduzir cada vez mais as emissotildees globais de gases de efeitoestufa

                            Alguns dos benefiacutecios da energia solar fotovoltaica para o Brasil satildeo

                            bull geraccedilatildeo de energia limpa renovaacutevel e sustentaacutevel

                            bull contribuiccedilatildeo para as metas de reduccedilatildeo de emissotildees do paiacutes

                            bull a natildeo emissatildeo de gases liacutequidos ou soacutelidos durante a operaccedilatildeo

                            bull a natildeo geraccedilatildeo de ruiacutedos

                            Portanto a energia eleacutetrica por meio da fonte solar natildeo eacute apenas limpa e renovaacutevelmas tambeacutem mais competitiva ampliando a diversificaccedilatildeo do suprimento eleacutetrico brasileirouma vez que o paiacutes eacute muito dependente de hidreleacutetricas e termeleacutetricas foacutesseis Por issoos sistemas fotovoltaicos satildeo um aliacutevio para os reservatoacuterios hiacutedricos aleacutem de reduzir apressatildeo para outros usos estrateacutegicos como suprimento humano agricultura irrigaccedilatildeoe processos industriais De forma complementar reduz o acionamento de termeleacutetricasfoacutesseis mais caras e poluentes aleacutem de ajudar a diminuir os altos custos de energia eleacutetricapara os consumidores e de colaborar na mitigaccedilatildeo dos impactos do aquecimento global

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 65

                            4124 Sustentabilidade

                            O processo em que se avalia e reavalia as relaccedilotildees entre a sociedade e o meioambiente ou ainda o desenvolvimento que atenda as necessidades do presente sem que secomprometam as proacuteprias necessidades das geraccedilotildees futuras satildeo conceitos relacionadosao desenvolvimento sustentaacutevel Em 1987 o termo desenvolvimento sustentaacutevel surgiuno relatoacuterio da Comissatildeo Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - RelatoacuterioBrundtland

                            No ano de 1992 o termo foi exposto na II Conferecircncia das Naccedilotildees Unidas sobremeio ambiente e desenvolvimento humano - RIO 92 - e posteriormente o termo foidisseminado com o propoacutesito de regulamentar o desenvolvimento sustentaacutevel e inserir oconceito globalmente Aleacutem das supracitadas iniciativas o Protocolo de Kyoto criado em1997 derivou-se da Convenccedilatildeo - Quadro das Naccedilotildees Unidas sobre Mudanccedila do Clima -Conferecircncia das Partes III O Protocolo de Kyoto eacute compreendido enquanto um tratadointernacional o qual tem como objetivo estabilizar as emissotildees de gases de efeito estufa naatmosfera

                            A fonte de energia que vem do sol complementa outras fontes renovaacuteveis de energiae traz benefiacutecios ambientais tais como menor poluiccedilatildeo contribuiccedilatildeo para reduccedilatildeo deemissotildees benefiacutecios econocircmicos (investimentos diversificaccedilatildeo setorial forte impacto nainduacutestria comeacutercio e serviccedilos) aleacutem de benefiacutecios sociais (geraccedilatildeo de empregos de boaqualificaccedilatildeo e de renda) Trata-se de induacutestria avanccedilada tecnologicamente e com estreitarelaccedilatildeo com outros segmentos (eletrocircnico quiacutemico vidros etc)

                            De acordo com a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)a partir de dados internacionais a energia solar fotovoltaica eacute a maior geradora de empregosrenovaacuteveis no mundo de 25 a 30 empregos diretos para cada MW instalado por ano nasaacutereas de instalaccedilatildeo fabricaccedilatildeo vendas e distribuiccedilatildeo desenvolvimento de projetos e outros(ABSOLAR 2017)

                            O uso de recursos naturais eacute essencial para o crescimento e tambeacutem para oprogresso de um paiacutes Deste modo este desenvolvimento estaacute atrelado agrave inovaccedilatildeo e agravestecnologias de conversatildeo e aproveitamento de recursos energeacuteticos naturais Neste sentidoo desenvolvimento sustentaacutevel estaacute totalmete associado ao setor energeacutetico uma vez que aenergia eacute essencial para os desenvolvimentos socioeconocircmico e ambiental

                            Diante disso a inserccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energia tornou-se um meio sus-tentaacutevel para a diminuiccedilatildeo de impactos no meio ambiente Contudo segundo SACHS I(1986) o crescimento econocircmico bem como o riacutetmo de produccedilatildeo e inserccedilatildeo de mateacuterias-primas responsaacuteveis pelos desequiliacutebrios ambientais deve ser bem distribuiacutedo para que odesenvolvimento sustentaacutevel seja progressivo Nesse contexto Sachs define os principaisaspectos para direcionar o desenvolvimento quais sejam

                            bull satisfaccedilatildeo das necessidades baacutesicas

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 66

                            bull pensamento e solidariedade com as geraccedilotildees futuras

                            bull participaccedilatildeo da populaccedilatildeo envolvida

                            bull preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambiente em geral

                            bull elaboraccedilatildeo de emprego garantido seguranccedila social e respeito cultural

                            bull programas de educaccedilatildeo

                            Portanto para satisfazer as necessidades baacutesicas satildeo indispensaacuteveis medidas quecombatam as raacutepidas mudanccedilas climaacuteticas Essas mudanccedilas estatildeo atreladas ao desenvolvi-mento tendo em vista que todo ser humano depende de recursos naturais para existirPor isso a preocupaccedilatildeo com a qualidade de vida se torna tatildeo importante nos dias de hojeuma vez que ainda haacute um alto consumo de energia e de recursos naturais finitos e paraaproveitaacute-los eacute preciso erradicar a extrema pobreza e melhorar a sauacutede e o bem-estardas pessoas por meio de accedilotildees mais eficientes que facilitem a vida das pessoas semprerespeitando o meio ambiente

                            Para isso eacute necessaacuterio haver pensamentos e por conseguinte accedilotildees solidaacuterias comas geraccedilotildees futuras aleacutem de se reconhecer que a mudanccedila climaacutetica eacute uma preocupaccedilatildeocomum da humanidade isto eacute deve haver principalmente harmonia entre a natureza e osseres humanos

                            Eacute de suma importacircncia a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis como forma de garantira sobrevivecircncia das geraccedilotildees futuras a fim de natildeo colocar em risco a sauacutede na TerraSob esta oacutetica compreende-se que o cidadatildeo que consome produtos e serviccedilos de formaconsciente e sustentaacutevel contribui com o meio ambiente sem prejudicar a geraccedilatildeo atual eas futuras (CEMIG 2012)

                            Eacute de grande relevacircncia pois a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo incluindo a sociedade civilo setor privado as instituiccedilotildees financeiras as cidades e outras autoridades subnacionais ascomunidades locais e os povos indiacutegenas a fim de se defender e promover o desenvolvimentosustentaacutevel e a diminuiccedilatildeo de GEE no meio ambiente

                            E vale afirmar que para a preservaccedilatildeo dos recursos naturais e do meio ambienteem geral satildeo necessaacuterios modelos de desenvolvimento a fim de que sejam reestruturadosos estilos de vida das ricas naccedilotildees bem como a economia mundial Aleacutem disso o apoiogovernamental para accedilotildees de desenvolvimento sustentaacutevel eacute crucial

                            O desenvolvimento sustentaacutevel proporciona geraccedilatildeo de empregos seguranccedila sociale respeito cultural uma vez que haacute a promoccedilatildeo do crescimento econocircmico Neste contextoa geraccedilatildeo distribuiacuteda utiliza fontes alternativas e de energia limpa devido a isso a matrizenergeacutetica torna-se mais diversificada o que proporciona geraccedilatildeo de empregos para odesenvolvimento de um novo mercado e de cadeias produtivas industriais para atender agravedemanda por equipamentos tais como instalaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de geradores solares

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 67

                            Segundo a Associaccedilatildeo Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) acada 1 MW de energia solar fotovoltaica instalada seja centralizada ou distribuiacuteda satildeoproporcionados 25 a 30 empregos diretos e a expansatildeo da Geraccedilatildeo Distribuiacuteda poderaacutecontribuir para dinamizar e aquecer as economias de municiacutepios Estados e a Uniatildeo

                            De acordo com um levantamento da ABSOLAR a partir de dados oficiais atual-mente satildeo mais de 2000 MW em usinas de geraccedilatildeo centralizada solar fotovoltaica emoperaccedilatildeo no Brasil O nuacutemero representa mais de R$ 10 bilhotildees em investimentos privadosatraiacutedos ao Brasil desde 2014 que viabilizaram a geraccedilatildeo de mais de 50 mil novos empregoslocais qualificados pelo setor nas regiotildees onde os projetos foram implantados

                            Nestes contextos programas educacionais satildeo importantes para que haja desenvolvi-mento sustentaacutevel uma vez que a participaccedilatildeo da populaccedilatildeo para que esse desenvolvimentoseja atingido eacute uma maneira direta e funcional a fim de que seja possiacutevel preservar osrecursos naturais

                            Atualmente a fonte apresenta um dos preccedilos mais competitivos para a geraccedilatildeo deenergia limpa e renovaacutevel no mercado eleacutetrico brasileiro e aleacutem disso promove o aliacuteviofinanceiro das famiacutelias e o aumento da competitividade do setor produtivo no paiacutes

                            Sob tal perspectiva a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como propoacutesito a sus-tentabilidade a geraccedilatildeo de emprego e a renda nas comunidades a seguranccedila energeacuteticaaleacutem do maior controle sobre o insumo energia (qualidade quantidade no tempo certo epreccedilo conhecido) Aleacutem disso a produccedilatildeo de energia renovaacutevel tem como objetivo ter umdiferencial competitivo promover a inclusatildeo e a democratizaccedilatildeo energeacutetica

                            4125 Principais incentivos no Brasil

                            O Brasil eacute um paiacutes rico em fontes renovaacuteveis Entretanto para que o paiacutes sedesenvolva no que concerne ao aumento da utilizaccedilatildeo dessas fontes satildeo necessaacuteriosincentivos regulatoacuterios como forma de estimular o uso de fontes limpas a exemplo deprogramas governamentais de normas teacutecnicas bem como de incentivos financeiros eoufiscais Esses incentivos proporcionam ao paiacutes fontes alternativas mais baratas de energialimpa tal como a energia fotovoltaica que utiliza o recurso solar

                            De acordo com a ANEEL (2015a) no mercado atual ainda natildeo haacute muitos estiacutemulospara que haja uma competiccedilatildeo direta entre as empresas Para que isso ocorra a inovaccedilatildeoe a eficiecircncia em setores regulados devem ser promovidas atraveacutes do desenvolvimento deparcerias estrateacutegicas

                            Afirma-se tambeacutem que uma importante ferramenta na formulaccedilatildeo de poliacuteticaspuacuteblicas eacute a convergecircncia de interesses e estrateacutegias acerca de produtos e soluccedilotildees queatendam a interesses especiacuteficos do setor energeacutetico sem desconsiderar as demandas e asnecessidades dos consumidores e da sociedade

                            Neste sentido compreende-se que a ANEEL tem firmado acordos de cooperaccedilatildeoou ainda utilizado algum instrumento similar ou equivalente a vaacuterios oacutergatildeos do governo e

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 68

                            instituiccedilotildees nacionais por meio de parcerias estrateacutegicas E portanto acredita-se que oesforccedilo conjunto entre empresas de energia eleacutetrica induacutestria e academia satildeo ferramentasimportantes para o desenvolvimento

                            Neste contexto o acordo de cooperaccedilatildeo teacutecnica entre a ANEEL e o MMA repre-sentado pela Secretaria de Mudanccedilas Climaacuteticas e Qualidade Ambiental (SMCQMMA)tem como propoacutesito reduzir as emissotildees de gases de efeito estufa por meio da promoccedilatildeoda eficiecircncia energeacutetica e das energias renovaacuteveis

                            O principal tema previsto no acordo eacute o projeto de eficiecircncia energeacutetica na sede daANEEL Um dos projetos abrange os sistemas de iluminaccedilatildeo e ar condicionado e planta degeraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica Assim este projeto pode ser utilizado como referecircnciapara instituiccedilotildees puacuteblicas e privadas como boas praacuteticas para combater o desperdiacutecio deenergia e ainda servir de exemplo de implantaccedilatildeo de central geradora de energia solarfotovoltaica

                            Jaacute o plano de accedilatildeo conjunta inova energia tem como finalidade coordenar accedilotildeesde desenvolvimento em inovaccedilatildeo e aprimorar a integraccedilatildeo dos instrumentos de apoiodisponibilizados pelo BNDES ANEEL e tambeacutem pela FINEP com os propoacutesitos de sefomentar o seguinte

                            bull apoio ao desenvolvimento e ao aumento de dispositivos eletrocircnicos microeletrocircni-cos sistemas soluccedilotildees integradas e padrotildees para implementaccedilatildeo de redes eleacutetricasinteligentes (smart grids) no Brasil

                            bull apoio agraves empresas brasileiras referente ao desenvolvimento e ao domiacutenio tecnoloacute-gico das cadeias produtivas de energias renovaacuteveis alternativas quais sejam solarfotovoltaica e eoacutelica para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

                            bull apoio agraves iniciativas de promoccedilatildeo do desenvolvimento de integradores e adensamentoda cadeia de componentes na produccedilatildeo de veiacuteculos eleacutetricos e hiacutebridos a etanol assimcomo melhoria de eficiecircncia energeacutetica de veiacuteculos automotores no paiacutes

                            bull aumento da coordenaccedilatildeo das accedilotildees de fomento e aprimoramento da integraccedilatildeo dosinstrumentos de apoio financeiro disponiacuteveis

                            Vaacuterios programas de incentivo agrave aquisiccedilatildeo de tecnologia satildeo fomentados nos diasde hoje e com isso satildeo oferecidas diversas condiccedilotildees facilitadas para induacutestrias e pessoasfiacutesicas que tem o propoacutesito de adquirir sistemas de captaccedilatildeo de energia solar

                            Neste sentido o Precircmio ECO um dos mais importantes do paiacutes na aacuterea de sus-tentabilidade empresarial promovido pela Cacircmara Americana de Comeacutercio para o Brasil(AMCHAM) premiou em duas categorias lsquoSustentabilidade em Processosrsquo e lsquoSustentabili-dade em Produtos ou Serviccedilosrsquo A CELESC venceu na categoria Produtos - Empresas deGrande Porte com o Projeto Bocircnus Fotovoltaico que faz parte do Programa EficiecircnciaEnergeacutetica CELESC e foi operacionalizado pela ENGIE Geraccedilatildeo de Energia Fotovoltaica

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 69

                            O objetivo deste projeto foi incentivar a geraccedilatildeo residencial de energia solar por meioda instalaccedilatildeo de sistemas completos de produccedilatildeo de energia solar fotovoltaica em ateacutemil residecircncias Os participantes beneficiaram-se com bocircnus de 60 na aquisiccedilatildeo de umsistema fotovoltaico e cinco lacircmpadas de LED

                            Em 2015 o MME lanccedilou o Programa de Desenvolvimento da Geraccedilatildeo Distribuiacutedade Energia Eleacutetrica (ProGD) a fim de estimular os consumidores a gerar energia pormeio de fontes renovaacuteveis (em especial a solar fotovoltaica) aleacutem de reduzir gastos com aeletricidade

                            Outro importante incentivo no Brasil eacute atraveacutes de leilotildees de energia renovaacutevel quetem como propoacutesito viabilizar a regulamentaccedilatildeo do mercado de energia renovaacutevel parainserir fontes de energia renovaacuteveis no mercado de energia eleacutetrica do paiacutes Empresasprivadas participam dos leilotildees com o intuito de conseguir licitaccedilatildeo para vender projetosque permitam utilizar os recursos naturais nos sistemas energeacuteticos

                            De acordo com a EPE a realizaccedilatildeo de leilotildees para expansatildeo da oferta de energiaeleacutetrica foi um mecanismo introduzido na reforma do setor eleacutetrico e consolidado com aefetiva participaccedilatildeo de vaacuterias instituiccedilotildees do Setor Eleacutetrico Brasileiro Esses leilotildees foramintroduzidos em 2004 e possuem como objetivo o aumento de competitividade entre osempreendedores aleacutem de minimizar os custos do sistema eleacutetrico

                            Nos anos 2014 e 2015 a realizaccedilatildeo de leilotildees de energia de reserva (LER) proporci-onou mais de 3 GW leiloadoscontratados Com isso criou-se uma demanda inicial para oestabelecimento e desenvolvimento de uma cadeia produtiva do setor no Brasil Em 2017foi realizado um leilatildeo de energia nova (LEN) que contratou mais 574 MW em energiafotovoltaica No Leilatildeo A-4 dezessete distribuidoras contrataram 2987 MW meacutedios o quecorresponde a uma capacidade instalada de 10245 MW Esses contratos satildeo provenientesde quatro empreendimentos hidreleacutetricos (197 MW meacutedios) dois empreendimentos terme-leacutetricos movidos agrave biomassa de cana de accediluacutecar (171 MW meacutedios) quatro eoacutelicos (334MW meacutedios) e 29 fotovoltaicos (2285 MW meacutedios 103255 MWp)

                            Projetos de energia solar demandam um alto capital inicial Para facilitar a relizaccedilatildeode sistemas fotovoltaicos o Brasil conta com o BNDES uma importante empresa definanciamento O Finame (financiamento de maacutequinas e equipamentos) eacute realizado peloBNDES e tem como objetivo financiar as aquisiccedilotildees e comercializaccedilotildees de sistemas degeraccedilatildeo de energia solar e eoacutelica e aquecedores solares Aleacutem disso inclui o serviccedilo deinstalaccedilatildeo e capital de giro associado

                            Apresenta-se logo abaixo quem pode financiar

                            bull empresas sediadas no paiacutes

                            bull administraccedilatildeo puacuteblica

                            bull empresaacuterios individuais e microempreendedores

                            Capiacutetulo 4 CAPIacuteTULO IV 70

                            bull produtores rurais

                            bull transportadores autocircnomos de carga

                            bull fundaccedilotildees associaccedilotildees e cooperativas sediadas no paiacutes

                            bull pessoas fiacutesicas residentes e domiciliadas no paiacutes

                            bull condomiacutenios

                            Satildeo financiaacuteveis os seguintes itens segundo BNDES (2018)

                            bull sistemas geradores fotovoltaicos de ateacute 375 kW - geraccedilatildeo de energia solar

                            bull aerogeradores de ateacute 100 kW - geraccedilatildeo de energia eoacutelica

                            bull aquecedorescoletores solares - aquecimento drsquoaacutegua

                            bull serviccedilos de instalaccedilatildeo dos itens acima

                            bull capital de giro associado aos itens acima apenas para micro pequenas e meacutediasempresas - limitado a 30 do valor financiado

                            Aleacutem do financiamento o paiacutes conta com alguns incentivos fiscais que facilitam oinvestimento em usinas Alguns desses incentivos satildeo

                            bull isenccedilatildeo do Imposto Sobre Circulaccedilatildeo de Mercadorias (ICMS) para as operaccedilotildees comequipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solar e eoacutelica -Convecircnio CONFAZ 10197)

                            bull Concessatildeo pelos Estados de incentivos de ICMS para micro e minigeraccedilatildeo ndash parausuaacuterios residenciais comerciais e industriais - Convecircnio CONFAZ 162015

                            O Programa de Apoio ao Desenvolvimento Tecnoloacutegico da Induacutestria de Semicondu-tores (PADIS) foi criado em 2007 e trata-se de um conjunto de incentivos fiscais federaisestabelecido com o objetivo de contribuir para a atraccedilatildeo de investimentos nas aacutereas desemicondutores e displays sendo estes usados como insumo para produtos eletrocircnicos

                            O paiacutes conta com a Lei no 131692015 que proporciona a isenccedilatildeo de PISCOFINSpara micro e minigeraccedilatildeo - destinado a consumidores residenciais comerciais e industriaisque produzam a proacutepria energia de acordo com os termos das resoluccedilotildees 4822012 e6872015 da ANEEL

                            Jaacute o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) FotovoltaicoINMETRO proporci-ona qualidade seguranccedila e eficiecircncia energeacutetica tanto para produtos nacionais quantopara produtos importados

                            5 CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES

                            Diante de todo o conteuacutedo exposto ao longo do texto eacute perceptiacutevel que a produccedilatildeode energia eleacutetrica por conversatildeo da radiaccedilatildeo solar eacute uma promissora tecnologia limpae renovaacutevel para produzir a eletricidade O Brasil oferece condiccedilotildees exemplares para ageraccedilatildeo de energia solar uma vez que o paiacutes conta com excelente potencial de energia solarComo consequecircncia da utilizaccedilatildeo desta energia o presente trabalho apresentou os sistemasfotovoltaicos que geram energia eleacutetrica de forma sustentaacutevel Aleacutem disso mostrou asdiferenccedilas dos sistemas conectados e isolados da rede eleacutetrica e apontou as caracteriacutesticase finalidades de cada um

                            Portanto a utilizaccedilatildeo dos sistemas ON-Grid satildeo mais recomendados em aacutereasurbanas pelo fato de estarem conectados agrave rede da concessionaacuteria de energia eleacutetricaEm contrapartida os sistemas OFF-Grid natildeo satildeo conectados agrave rede eleacutetrica e satildeo maisutilizados em regiotildees remotas longe dos grandes centros urbanos uma vez que natildeodependem da energia eleacutetrica da distribuidora de energia para funcionarem

                            O propoacutesito de se utilizar estes tipos de sistemas eacute reduzir ou eliminar a faturaenergeacutetica mensal bem como amenizar as emissotildees de gases de efeito estufa no meioambiente aleacutem de contribuir para diversificar a matriz eleacutetrica brasileira atraveacutes deenergias renovaacuteveis

                            A geraccedilatildeo solar fotovoltaica tem vaacuterios benefiacutecios econocircmicos sociais e ambientaisDentre os quais os principais satildeo maior liberdade de escolha aos consumidores quepassam a gerar e controlar melhor os proacuteprios gastos com energia eleacutetrica a geraccedilatildeo demuitos empregos locais e de qualidade o baixo impacto ambiental e a contribuiccedilatildeo para odesenvolvimento sustentaacutevel

                            Poreacutem o crescente aumento da fabricaccedilatildeo de componentes utilizados em sistemasfotovoltaicos gera maior preocupaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao correto descarte destes componentesNeste sentido devem ser desenvolvidos produtos com menores impactos ambientais Aindafaz-se necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de coletas tratamento e reciclagem adequados a fim de quemateriais nocivos natildeo sejam liberados no meio ambiente

                            Este trabalho teve pois como propoacutesito o estudo dos sistemas fotovoltaicos ON-Grid e OFF-Grid No entanto natildeo fez parte do escopo de pesquisa abordar os sistemashiacutebridos Estes sistemas satildeo aqueles que desconectados da rede convencional apresentamvaacuterias fontes de geraccedilatildeo de energia resultantes da combinaccedilatildeo de duas ou mais dasseguintes fontes primaacuterias de energia solar eoacutelica biomassa hiacutedrica eou diesel Taisquestotildees poderatildeo pois ser aprofundadas em estudos posteriores a fim de concientizaros consumidores de energia eleacutetrica a respeito das diversas formas de se utilizar energiasrenovaacuteveis

                            72

                            Referecircncias

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                            Parcerias Estrateacutegicas [Sl] 2015 Disponiacutevel em lthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicasgt

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                            Parcerias Estrateacutegicas Parceria com o MMA [Sl] 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrparcerias-estrategicas-asset_publisher4GVtDJRNtqABcontentparceria-com-o-mma656831inheritRedirect=falseampredirect=http3A2F2Fwwwaneelgovbr2Fparcerias-estrategicas3Fp_p_id3D101_INSTANCE_4GVtDJRNtqAB26p_p_lifecycle3D026p_p_state3Dnormal26p_p_mode3Dview26p_p_col_id3Dcolumn-226p_p_col_pos3D126p_p_col_count3D2gt

                            Geraccedilatildeo Distriuiacuteda Micro e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas [Sl] 2018 Disponiacutevel emlthttpwwwaneelgovbrgeracao-distribuidagt

                            Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Fonteaspgt

                            Geraccedilatildeo Distribuiacuteda Unidades consumidoras com geraccedilatildeo distribuiacuteda Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwww2aneelgovbrscggdGD_Modalidadeaspgt

                            BLUE SOL Soluccedilotildees Completas em Energia Solar Fotovoltaica [Sl] 2019 Disponiacutevelem lthttpsbluesolcombrgt

                            BNDES Finame Energia Renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwbndesgovbrwpsportalsitehomefinanciamentoprodutobndes-finame-energia-renovavelgt

                            BRASIL Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior - SecretariaDe Desenvolvimento E Competitividade Industrial - Departamento De CompetitividadeIndustrial Relatoacuterio final grupo de trabalho solar fotovoltaico [Sl] 05 Dez 2017 a

                            Referecircncias 73

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                            Projeccedilatildeo da demanda de energia eleacutetrica 2017-2026 Rio de Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttpepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-245topico-261DEA20001_201720-20ProjeC3A7C3B5es20da20Demanda20de20Energia20ElC3A9trica202017-2026_VF[1]pdfgt

                            Referecircncias 74

                            Balanccedilo Energeacutetico Nacional 2a ed Rio de Janeiro 2018 Dispo-niacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptpublicacoes-dados-abertospublicacoesPublicacoesArquivospublicacao-303topico-419BEN2018__Intpdfgt

                            Leilotildees de Energia Eleacutetrica de 2018 Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20LeilC3B5es202018_Finalpdfgt

                            Plano Decenal de Expansatildeo de Energia ndash PDE 2027 Perspectivas energeacuteticas globaisa longo prazo Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocumentsInforme20EPE20-20PDE202027pdfgt

                            Balanccedilo Energeacutetico Nacional Ano Base 2018 [Sl] 2019 Dis-poniacutevel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesbalanco-energetico-nacional-2019gt

                            Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema EleacutetricoBrasileiro Ministeacuterio de minas e energia [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

                            Nota Teacutecnica de Metodologia de Demanda de Eletricidade Mo-delo de Projeccedilatildeo da Demanda de Eletricidade [Sl] 2019 Disponiacute-vel em lthttpepegovbrptpublicacoes-dados-abertospublicacoesepe-publica-nota-tecnica-de-metodologia-de-demanda-de-eletricidadegt

                            World Energy Outlook 2018 Perspectivas energeacuteticas globais a longo prazo Rio deJaneiro 2019 Disponiacutevel em lthttpwwwepegovbrsites-ptsala-de-imprensanoticiasDocuments1220April20_20EPE20WEO20launch_Clean20(002)pdfgt

                            FADIGAS E A F A Energia Solar Fotovoltaica Fundamentos Conversatildeo e Viabilidadeteacutecnico-econocircmica GEPEA - Grupo de Energia Escola Politeacutecnica 2012

                            FAPESP Um futuro com energia sustentaacutevel iluminando o caminho Academia brasileirade ciecircncias Satildeo Paulo 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwfapespbrpublicacoesenergiapdfgt

                            FPME Energia Solar Fotovoltaica [Sl] Disponiacutevel em lthttpswwwfpmecombrenergia-solar-fotovoltaicagt

                            GALDINO M A E et al O Contexto das Energias Renovaacuteveis no Brasil [Sl] Disponiacutevelem lthttpwwwcresesbcepelbrpublicacoesdownloadDirengpdfgt

                            GOLDEMBERG J LUCON O Energia Meio Ambiente e Desenvolvimento Satildeo Paulo2011

                            IBGE Projeccedilatildeo da populaccedilatildeo do Brasil por sexo e idade para o periacuteodo 2000-2060 Dire-toria de pesquisas coordenaccedilatildeo de populaccedilatildeo e indicadores sociais [Sl] 2013 Disponiacute-vel em ltftpftpibgegovbrProjecao_da_PopulacaoProjecao_da_Populacao_2013nota_metodologica_2013pdfgt

                            Atlas Geograacutefico Escolar [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpsatlasescolaribgegovbra-terranosso-planeta-no-universogt

                            Referecircncias 75

                            Objetivos de Desenvolvimento Sustentaacutevel Percentagem da populaccedilatildeo com acessoagrave eletricidade [Sl] 2019 Disponiacutevel em lthttpssidraibgegovbrtabela6590gt

                            INMETRO Ministeacuterio do Desenvolvimento Induacutestria e Comeacutercio Exterior Brasil [Sl]2011 Disponiacutevel em lthttpwwwinmetrogovbrlegislacaortacpdfRTAC001652pdfgt

                            INPE Atlas Brasileiro de Energia Solar 1a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2006 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosbrazil_solar_atlas_R1pdfgt

                            Atlas Brasileiro de Energia Solar 2a ed Satildeo Joseacute dos Campos 2017 Disponiacutevelem lthttpftpcptecinpebrlabrenpubllivrosAtlas_Brasileiro_Energia_Solar_2a_Edicaopdfgt

                            IRENA End - of - life management - Solar photovoltaic panels International renewableenergy agency [Sl] 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorgdocumentdownloadspublicationsirena_ieapvps_end-of-life_solar_pv_panels_2016pdfgt

                            MATOS F B Modelamento computacional do comportamento de ceacutelulas fotovoltaicasbaseado nas propriedades fiacutesicas dos materiais Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias) mdashUniversidade Federal de Uberlacircndia-Faculdade em Engenharia Eleacutetrica-Poacutes Graduaccedilatildeo emEngenharia Eleacutetrica Uberlacircndia-MG 2006

                            ONU BRASIL A ONU e a populaccedilatildeo mundial 2019 Disponiacutevel em lthttpsnacoesunidasorgacaopopulacao-mundialgt

                            ORIGEM - energia eficiente Investimento na aacuterea de energia solar [Sl] Disponiacutevel emlthttpwwworigemenergiacombrgt

                            PIVA R B Economia ambiental sustentaacutevel Os combustiacuteveis foacutesseis e as alternativasenergeacuteticas [sn] 2010 Disponiacutevel em lthttpwwwlumeufrgsbrbitstreamhandle1018326107000755427pdfgt

                            PORTAL SOLAR Ceacutelula Fotovoltaica Satildeo Paulo Disponiacutevel em lthttpswwwportalsolarcombrcelula-fotovoltaicahtmlgt

                            ROSA A V da Processos de energias renovaacuteveis Elsevier Rio de Janeiro v 317 2015

                            SACHS I Ecodesenvolvimento crescer sem destruir Veacutertice Satildeo Paulo 1986

                            SILVA R M Energia Solar no Brasil dos incentivos aos desafios Nuacutecleo de estudos epesquisasconlegsenado Veacutertice Brasiacutelia 2015 Disponiacutevel em ltwwwsenadolegbrestudosgt

                            • Folha de rosto
                            • Dedicatoacuteria
                            • Epiacutegrafe
                            • Sumaacuterio
                            • Lista de ilustraccedilotildees
                            • Lista de tabelas
                            • Lista de abreviaturas e siglas
                            • Resumo
                            • Abstract
                            • CAPIacuteTULO I
                              • INTRODUCcedilAtildeO
                              • Objetivos
                              • Justificativa
                                • CAPIacuteTULO II
                                  • REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
                                  • Energia solar
                                  • Sistemas fotovoltaicos
                                    • CAPIacuteTULO III
                                      • METODOLOGIA
                                        • CAPIacuteTULO IV
                                          • ANAacuteLISES
                                            • Anaacutelise teacutecnica
                                              • Sistema ON-Grid
                                              • Sistema OFF-Grid
                                              • Sistema ON-Grid x Sistema OFF-Grid
                                                • Anaacutelise socioambiental
                                                  • Demanda de mercado
                                                  • Potencial brasileiro de geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica
                                                  • Impacto socioambiental
                                                  • Sustentabilidade
                                                  • Principais incentivos no Brasil
                                                    • CONCLUSOtildeES E SUGESTOtildeES
                                                    • Referecircncias

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