PAINEL FOTOVOLTAICO DE BAIXO CUSTO. Jaqueline de Oliveira Gama

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1 PAINEL FOTOVOLTAICO DE BAIXO CUSTO Jaqueline de Oliveira Gama Projeto de Graduação apresentado ao Curso de Engenharia Elétrica da Escola Politécnica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Engenheiro. RIO DE JANEIRO FEVEREIRO DE 2014

2 PAINEL FOTOVOLTAICO DE BAIXO CUSTO Jaqueline de Oliveira Gama PROJETO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO ELETRICISTA. Examinada por: Prof. Jorge Luiz do Nascimento, Dr. Eng. (Orientador) Prof. Sergio Sami Hazan, Ph.D Júlio César Ferreira de Carvalho, M. Sc RIO DE JANEIRO, RJ BRASIL FEVEREIRO DE 2014 ii

3 Gama, Jaqueline de Oliveira Painel Fotovoltaico de Baixo Custo/ Jaqueline de Oliveira Gama. Rio de Janeiro: UFRJ/ Escola Politécnica, xii, 66 p.:il.; 29,7 cm. Orientador: Jorge Luiz do Nascimento Projeto de Graduação UFRJ/ Escola Politécnica/ Curso de Engenharia Elétrica, Referências Bibliográficas: p Geração de Energia Solar Fotovoltaica. I. Nascimento, Jorge Luiz do. II. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Elétrica. III. Título. iii

4 AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente a Deus, por ter me abençoado em toda minha trajetória e me dado força em todos os momentos. E a Nossa Senhora que intercedeu por mim em todas as horas. Aos meus pais, dedico todo esse trabalho, por sonharem comigo e terem feito o possível e o impossível para que pudesse chegar até aqui. Sem vocês nada disso seria possível. Obrigada pelo amor incondicional, apoio, compreensão e paciência em todos os momentos. À minha irmã, pela parceria nessa jornada e na vida. Obrigada pelas palavras de incentivo e pelo apoio, inclusive na revisão deste trabalho. Ao meu orientador Jorge Luiz, pelo carinho e paciência com que sempre buscava conduzir o projeto, mostrando sempre sua experiência com simplicidade. Lembrarei com saudade das conversas e conselhos. Aos professores do Departamento de Engenharia Elétrica pela dedicação com que transmitem seu conhecimento. E aos demais funcionários, sempre atenciosos para resolver os nossos problemas. Dedico também aos meus queridos amigos, que me acompanharam e incentivaram durante todo curso. O carinho de vocês foi fundamental. Entrega teu caminho ao Senhor, confia Nele e Ele o fará. Sl 37,5 iv

5 RESUMO A necessidade de tornar a matriz energética mais limpa tem impulsionado o desenvolvimento das fontes alternativas. A obtenção de energia de forma sustentável é um dos benefícios deste tipo de geração, no entanto altos custos, em alguns casos, são empecilhos para o aumento da participação como fonte de energia elétrica. A energia solar fotovoltaica ainda possui custo de geração bastante alto, em relação a tipos convencionais, devido principalmente ao preço dos painéis solares. Isto porque o processo de manufatura dos mesmos ainda é bastante alto, embora estímulos para utilização de energia fotovoltaica venham contribuindo para a redução nestes custos. No presente trabalho é apresentado o processo de fabricação do painel fotovoltaico comercial e mostra a montagem sustentável de um módulo com o objetivo de reduzir os custos do mesmo. Ao fim são apresentados os resultados dos ensaios que comprovam que o protótipo apresenta características compatíveis com os módulos tradicionais. Palavras-chave: Energia, Solar, Fotovoltaica, Fontes Renováveis, Geração de Energia. v

6 ABSTRACT The need to make the cleanest energy matrix has driven the development of alternative sources. Obtaining energy sustainably is one of the benefits of this type of generation, however high costs in some cases are obstacles to increased participation as a source of electricity. Solar PV still has fairly high cost of generation compared to conventional types, mainly due to the price of solar panels. This is because the process of their manufacture is still quite high, although incentives for use of photovoltaic energy will contribute to reducing these costs. In this paper we present the manufacturing process of commercial photovoltaic panel and shows the sustainable mount a module in order to reduce its cost. After the test results that demonstrate that the prototype features compatible with the features traditional modules are presented. Keywords: Energy, Solar, Photovoltaic, Renewable Source, Energy generation. vi

7 Não, não pares! É graça divina começar bem. Graça maior prosseguir na caminhada certa, manter o ritmo... Mas a graça das graças é não desistir, podendo ou não, embora aos pedaços chegar até o fim! DOM HÉLDER CÂMARA vii

8 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO Objetivo PANORAMA DAS FONTES RENOVÁVEIS FONTES RENOVÁVEIS Biomassa e Biogás Pequenas Centrais Hidroelétricas (PCH) Energia Eólica Energia Solar Energia Termo Solar Energia Fotovoltaica Fontes Renováveis: incentivos para expansão ENERGIA SOLAR: HISTÓRIA E ESTADO DA ARTE CARACTERÍSTICAS DA CÉLULA FOTOVOLTAICA Estrutura Atômica Modelo da Célula Fotovoltaica MOTIVAÇÃO E PROPOSTA PARA REDUÇÃO DE CUSTOS Desenvolvimento Técnico Localização da instalação Cálculo do consumo de carga Especificações do Sistema Fotovoltaico Proposta Ensaios PAINEL CONVENCIONAL E PROTÓTIPO CONCLUSÃO REFERÊNCIA viii

9 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2.1-Sistema de conversão em usina termelétrica à biomassa [2]... 5 Figura 2.2 Sistema de conversão do biogás [1]... 6 Figura 2.3 Sistema de PCH [4]... 7 Figura 2.4 Evolução global da capacidade instalada de painéis fotovoltaicos entre [44] Figura 2.5 Crescimento da Matriz Energética brasileira no período de 2010 a 2020 [10] Figura 3.1 Gerald Pearson, Daryl Chapin, Calvin Fuller e a primeira célula solar, no Bell Figura Ligação covalente composta por semicondutores [13] Figura 4.2 Retículo cristalino formado pelo silício [13] Figura 4.3 Semicondutor. A lacuna de energia entre a banda de valência cheia e a de condução é muito pequena, de modo que alguns elétrons podem ser excitados nas temperaturas ambientes até a banda de condução, deixando buracos na banda de valência. [Elaboração Própria] Figura Sensibilidade ao Espectro de Luz [14] Figura Diagrama representando um conjunto de átomos de silício, e uma impureza pentavalente central, gerando um elétron livre. [Elaboração Própria] Figura Diagrama representando um conjunto de átomos de silício, apresentando um átomo central trivalente, gerando uma lacuna na rede Figura Célula fotovoltaica elementar [Elaboração Própria] Figura Característica I-V da célula de um diodo de silício [Elaboração Própria] Figura Célula fotovoltaica e modelo equivalente ideal alimentando uma carga Z Figura 4.10 Efeito da intensidade luminosa na curva I-V [16] Figura 4.11 Influência da resistência em paralelo (Rp) na curva I-V [36] Figura 4.12 Influência da resistência em série (Rs) na curva I-V [36] Figura 4.13 Influência da resistência em paralelo (Rp) na curva I-V [36] Figura 5.1 Gráfico da evolução dos preços do Módulo Fotovoltaico no período de 2001 a 2011 [37] Figura 5.2 Gráfico da evolução de preços de Módulos e Sistemas fotovoltaicos no período de 2001 a [37] Figura 5.3 Sistemas Fotovoltaico para configuração isolada [43] Figura 5.4 Curva de Consumo da Carga durante o ano [39] ix

10 Figura 5.5 Diagrama de blocos e conexões de ensaio conforme norma IEC [42] Figura 6.1 Soldagem automática [17] Figura 6.2 (a) Terminal positivo da célula. (b) Terminal negativo da célula [Elaboração Própria] Figura 6.3 Processo de soldagem de célula fotovoltaica [Elaboração Própria] Figura 6.4 Camada posterior já soldada [Elaboração Própria] Figura 6.5 Interligação entre parte frontal e posterior, soldadas [Elaboração Própria] Figura 6.6 Células Interligadas em série [Elaboração Própria] x

11 ÍNDICE DE TABELAS Tabela Evolução da Produção de Energia Elétrica a partir de Fontes Renováveis na UE.. 14 Tabela Evolução da Produção de Energia Elétrica a partir de Fontes Renováveis no Brasil Tabela 2.3 Participação das Fontes de Geração no Brasil (%) Tabela Custo de investimento em sistemas fotovoltaicos - Referência Internacional (US$/kWp) Tabela Eficiência Típica dos módulos comerciais Tabela 5.3 Indicativo de preços para sistemas instalados em 2011 (US$/W) [8] Tabela 5.4 Valores típicos de implantação de usinas geradoras de energia Tabela Radiação média diária na região do Rio de Janeiro (Santa Cruz) [38] Tabela Consumo mensal de energia em kwh na residência [39] Tabela Especificações da Bateria Selecionada Tabela Especificações do Módulo Tabela Especificações do Inversor Tabela Especificação Controlador de Carga Tabela Orçamento do Sistema Fotovoltaico Tabela Comparação de custo entre as alternativas de protótipo Tabela Orçamento do Sistema Fotovoltaico com módulos alternativos xi

12 SIMBOLOGIA I 0 I CC I D I L I OC Corrente de saturação do diodo Corrente de Curto-circuito Corrente de Descarga Corrente de Carga Corrente a Vazio k Constante de Boltzmann (k=1,38x10-23 m 2 kgs -2 K -1 ) m MPPT Fator de idealidade do diodo (diodo ideal: m = 1; diodo real: m>1); Maximum Power Point q Carga do elétron (q=1,6x10-19 C) R P R S T V V OC V T Resistência em paralelo Resistência em série Temperatura absoluta da célula em K (0 o C = 273,15K) Tensão aos terminais da célula Tensão a Vazio Potencial térmico V T = KT/q xii

13 1 INTRODUÇÃO Nas últimas décadas a extensa utilização de combustíveis fósseis como fonte energética tem sido questionada, seja pela característica não renovável, o que encaminha à escassez em longo prazo ou pela questão ambiental a que este tipo de fonte vem sendo associado. A necessidade de buscar outras soluções para compor e diversificar a matriz energética mundial levou ao aumento pela pesquisa e desenvolvimento das fontes alternativas. O desafio, no entanto, foi tornar tais tecnologias a preço competitivo no mercado, de tal sorte que pudessem efetivamente ganhar espaço na matriz energética como fonte de geração de energia elétrica e assim torná-la mais limpa. Nesse contexto, ocorreu o desenvolvimento da energia solar fotovoltaica. O domínio sobre a geração de energia através da radiação solar, já era conhecido há bastante tempo, contudo, o alto custo para fabricação da célula e sua baixa eficiência, impediam que este tipo de energia fosse realmente viável. No entanto, os incentivos governamentais contribuíram para o aumento da produção de painéis, o que afetou positivamente o custo da fabricação dos mesmos. Em decorrência disso, houve uma expansão nas áreas de pesquisa em energia fotovoltaica, que contribuiu para o surgimento de outros tipos de células, com menor custo, porém com menor eficiência, na tentativa de torna a energia fotovoltaica mais competitiva. Hoje já é possível encontrar células com valor de cerca de US$2,00/W, comparado aos preços da década de 1950, que segundo a U.S Energy Information Administration, de aproximadamente US$80/W, que mostra que o avanço da geração por energia solar contribuiu para a diminuição dos custos de fabricação. 1

14 Os painéis fotovoltaicos podem ser utilizados conectados à rede ou em sistemas isolados. No entanto esse último é o mais aplicado, porque embora seja alto seu custo de instalação, mostra-se vantajoso comparado aos custos da extensão das redes, por em geral serem aplicados em regiões de difícil acesso para instalação e manutenção de linhas de transmissão. 1.1 Objetivo O presente trabalho tem por objetivo discutir sobre os progressos e obstáculos para a aplicação dos módulos fotovoltaicos. A partir da análise do desenvolvimento das fontes renováveis, percebe-se que a energia solar fotovoltaica ainda não apresenta a expansão compatível com sua capacidade de exploração. Isso porque o custo da implantação do sistema ainda é elevado principalmente dos módulos fotovoltaicos se comparado às demais renováveis. Em vista disso, buscou-se uma alternativa de redução de custo, focando no principal gargalo para implantação do sistema, o painel fotovoltaico. Para isso foi desenvolvido um módulo fotovoltaico utilizando células de silício por apresentar maior rendimento porém propondo possível uma possível redução de custos do processo através de substituições de itens da fabricação por materiais reutilizados. Dessa forma, também poderiam ser fabricados por comunidades carentes como forma de geração de renda e disseminação da tecnologia. No Capítulo 2, apresenta-se um panorama das fontes alternativas mostrando suas vantagens e desvantagens; e o motivo do crescimento de desenvolvimento comparando com a energia solar. No Capítulo 3 mostra-se à evolução das células fotovoltaicas, expondo os motivos que levaram à redução de custo. 2

15 No Capítulo 4 há a descrição da modelagem da célula solar, mostrando as curvas características e os parâmetros da mesma. Já no Capítulo 5 apresenta-se o protótipo do painel fotovoltaico sustentável, com os ensaios realizados e onde se expõe uma comparação entre um sistema fotovoltaico orçado com painel convencional e outro com o painel sustentável, enfocando suas vantagens e desvantagens. E no Capítulo 6 é apresentado o processo de fabricação do painel fotovoltaico de baixo custo. 3

16 2 PANORAMA DAS FONTES RENOVÁVEIS Os recursos utilizados para geração de energia podem ser classificados de duas formas: não renováveis, onde se enquadram aqueles que apresentam risco de extinção ou são consumidos com maior rapidez do que a natureza consegue repô-los, como no caso dos materiais radioativos e do petróleo, com seus derivados. No outro grupo se enquadram os recursos renováveis cuja utilização não agride ao meio ambiente e a matéria prima é inesgotável, neste grupo estão sol, vento, água, material orgânico. Dentre as principais fontes capazes de gerar energia elétrica destacam-se: 2.1 Fontes Alternativas Biomassa e Biogás A biomassa é obtida pelo processamento dos resíduos das plantações de soja, arroz, milho ou cana-de-açúcar. Qualquer matéria orgânica que possa ser transformada em energia mecânica, térmica ou elétrica é classificada como biomassa. De acordo com a origem pode ser: florestal (madeira, principalmente), agrícola (soja, arroz e cana de açúcar, entre outras) e rejeitos urbanos e industriais (sólidos, como o lixo) que são armazenados nos pátios de biomassa onde passam por um processo de trituração e secagem como mostra a Figura 2.1. Em seguida são levados a caldeira onde sua queima gerará energia mecânica suficiente para acionar a turbina do gerador e produzir energia elétrica. 4

17 Figura 2.1-Sistema de conversão em usina termelétrica à biomassa [2] Um dos processos mais comuns de obtenção de biomassa é o biogás, uma mistura resultante da fermentação anaeróbia de material orgânico encontrado em resíduos animais e vegetais, lodo de esgoto, lixo ou efluentes industriais, como vinhaça (resíduo pastoso resultante da destilação da cana-de-açúcar), restos de matadouros, curtumes e fábricas de alimentos. No caso do biogás a energia química contida em suas moléculas é convertida em energia mecânica por um processo de combustão controlada na estação de compressão e queimador. Essa energia mecânica ativa um gerador que a converte em energia elétrica conforme ilustrado na Figura

18 Figura 2.2 Sistema de conversão do biogás [1] Vantagens: Pode ser produzido em meios rurais, em que pode contribuir para redução com custo de energia elétrica das mesmas. Redução da emissão dos gases de efeito estufa. Desvantagens: A quantidade de energia produzida não é constante, não podendo ser utilizada como principal fonte de energia. Alto período para recuperação do investimento Pequenas Centrais Hidroelétricas (PCH) De acordo com a ANEEL [2], PCH (Pequena Central Hidrelétrica) é toda usina hidrelétrica de pequeno porte cuja capacidade instalada seja superior a 1 MW e inferior a 30 MW. Além disso, a área do reservatório deve ser inferior a 3 km² [4]. Uma PCH típica normalmente opera a fio d'água, isto é, não possui reservatório. Com isso, em ocasiões de estiagem a vazão disponível pode ser menor que a capacidade das turbinas, causando ociosidade. Em outras situações, as vazões são maiores que a 6

19 capacidade de turbinar das máquinas, permitindo a passagem da água pelo vertedouro. Por esse motivo, o custo da energia elétrica produzida pelas PCHs é maior que o de uma Usina Hidrelétrica de Energia (UHE), onde o reservatório pode ser operado de forma a diminuir a ociosidade ou os desperdícios de água. Entretanto as PCHs são instalações que resultam em menores impactos ambientais e se prestam à geração descentralizada. Este tipo de hidrelétrica é utilizado, principalmente, em rios de pequeno e médio porte que possuam desníveis significativos durante seu percurso, gerando potência hidráulica suficiente para girar as turbinas. As PCHs são dispensadas ainda de remunerar municípios e estados pelo uso dos recursos hídricos. Na Figura 2.3 encontra-se a demonstração genérica de uma PCH: Figura Sistema de PCH [4] Vantagens: Padrão de financiamento bem definido; Preço competitivo. 7

20 A construção só depende da aprovação da ANEEL, portanto a construção é mais rápida e com menor impacto social; Operam a fio d água: menor impacto ambiental [3]. Desvantagens: A burocracia para liberação ambiental, embora simplificado, ainda é um entrave que pode causar atrasos. As PCHs são boas opções para complementar a necessidade por energia, mas não podem ser usadas como base da matriz energética. São prejudicadas com os mesmos problemas regulatórios do restante do sistema elétrico [4] Energia Eólica A energia eólica tem-se firmado como uma grande alternativa na composição da matriz energética de diversos países. No Brasil, essa fonte de energia tem se mostrado uma excelente solução na busca de formas alternativas de geração de energia para a região Nordeste. É uma abundante fonte de energia renovável, limpa e com grande disponibilidade. A utilização desta fonte de energia para a geração de eletricidade, em escala comercial, teve início em 1992 e, através de conhecimentos da indústria aeronáutica, os equipamentos para geração eólica evoluíram rapidamente em termos de ideias e conceitos preliminares para produtos de alta tecnologia. Atualmente, a indústria de turbinas eólicas vem acumulando crescimento anual acima de 30% e movimentando cerca de dois bilhões de dólares em vendas por ano [6]. 8

21 Vantagem: Regime de vento intenso no período de seca; Complementar ao parque hídrico; Baixo tempo de construção [7]. Desvantagens: Apesar de precisar de pouco espaço, pode ser incompatível com outras instalações nas proximidades, já que a turbulência que provoca reduz a produtividade de outros geradores no mesmo alinhamento do vento. O vento é instável, apesar de se saber que sopra mais durante a noite (período de menor consumo energético) e no inverno, é difícil prever exatamente quando começa e quando para. Mesmo quando existe vento, é preciso que seja estável e que atinja no mínimo a velocidade de arranque do aerogerador. Maior altitude da torre permite melhor rendimento, mas dificulta o acesso para reparos Energia Solar Energia solar é a designação dada a todo tipo de captação de energia luminosa, energia térmica (e suas combinações) proveniente do sol e posterior transformação dessa energia captada em alguma forma utilizável pelo homem, seja diretamente para aquecimento de água ou ainda como energia elétrica ou energia térmica. 9

22 Energia termo solar Este tipo de energia está relacionado ao aquecimento de líquidos ou gases pela absorção dos raios solares. Geralmente empregada para o aquecimento de água para uso em chuveiros ou gases para secagem de grãos ou uso em turbinas, esta técnica utiliza um coletor solar que irá captar a energia e um reservatório isolado termicamente onde o líquido ou gás será acondicionado. O coletor pode ser classificado em dois tipos: coletor concentrador, que usa dispositivos para concentrar a radiação solar, ou coletor plano. Vantagens: Aquecimento de água substituindo o chuveiro elétrico impacta na redução da conta de energia; Estufas solares podem ser empregadas em desidratação de frutas com baixo custo, por exemplo, contribuindo para a redução de desperdício de alimentos; Fogões solares podem substituir fogões a lenha e a GLP que provocam impacto econômico, ambiental e a saúde do usuário. Desvantagens: Custo dos concentradores; Como estão suscetíveis as condições meteorológicas, não pode ser a única fonte de aquecimento. 10

23 Energia fotovoltaica Esta forma de energia visa à conversão da energia solar em energia elétrica através de células fotovoltaicas. As células fotovoltaicas mais comuns são feitas de silício que passa por um processo de dopagem para adquirir as características necessárias. A associação de várias células fotovoltaicas e sua ligação a uma bateria (em sistemas com armazenamento) gera a energia elétrica que abastecerá o sistema, por um período, mesmo sem a presença de sol. As células de silício são as mais tradicionais, mas também as mais caras por conta do custo da etapa de purificação do silício. No entanto, já existem outros tipos de células fotovoltaicas, como as tecnologias de filme fino e híbridas; que apresentam menor custo, mas em contra partida apresentam menor eficiência. Vantagens: É possível geração de energia em sistemas isolados ou conectados à rede; Não emite gases do efeito estufa; Não há necessidade de gerador; Não provoca ruído, como no caso da energia eólica; Manutenção de fácil acesso. Desvantagens: É necessária uma área grande, no caso de usinas solares, que permita a orientação dos painéis sem o risco de sombreamento, que diminui a produção. 11

24 Instabilidade na produção devido a condições climáticas, o que pode ser contornado com o uso de baterias. Alto investimento inicial. Essas fontes de energia, chamadas de energia renováveis, têm ganho cada vez mais espaço na matriz energética mundial, crescendo também a importância em seus desenvolvimentos. Isto porque nas últimas décadas houve um enfoque maior na relação entre a geração de energia elétrica e seus impactos ambientais, mas principalmente em buscar alternativas que diminuam a dependência do petróleo. Neste contexto a energia solar ganhou grande destaque por sua enorme potencialidade ainda pouco explorada. No próximo tópico, será apresentado o cenário econômico que levou a incentivos de desenvolvimento da energia fotovoltaica que vem acarretando na diminuição dos preços da implantação da mesma. 2.2 Fontes Renováveis: incentivos para expansão Questionamentos a respeito da escassez dos recursos não renováveis que respondem a uma larga fatia da matriz energética mundial têm sido levantados. Algumas afirmações ratificam a abundância de recursos energéticos e que algumas fontes sozinhas poderiam suprir a demanda mundial de energia, apontando para o carvão, nuclear, solar, ventos, marés como fontes inesgotáveis. De fato desde a década de 80, já havia estudos a cerca dos impactos dos gases do efeito estufa, mas foi no início da década de 90 que o IPCC (Intergovernmental Panelon Climate Change) estabelecido em 1988 pela Organização de Meteorologia Mundial (OMM) e Programa de Nações Unidas para o Meio Ambiente lançou seu primeiro estudo sobre mudanças climáticas que indicavam duas tendências principais: o aumento da temperatura global 12

25 fugia dos padrões conhecidos e a concentração de gases do efeito estufa extrapolava o padrão histórico conhecido. Os impactos dessa situação seriam mais negativos que positivos. No entanto, na época a ligação entre ação humana e elevação de temperatura, e a concentração de gases de efeito estufa já era considerada uma hipótese possível, porém cercada de dúvidas pela comunidade científica em geral, tanto que o IPCC classificou como 50% a probabilidade de tal associação. Desde então, os seguintes relatórios só aumentaram a porcentagem desta relação, chegando a 95% no relatório de 2007 [7]. O Relatório Stern (2006) 1 definiu que se nenhuma medida fosse tomada em relação às emissões de gases de efeito estufa, o total dos custos das alterações climáticas era equivalente à perda anual de, no mínimo, 5% do PIB global. Se fosse considerada uma série de impactos mais amplos, o custo poderia aumentar para 20% ou mais do PIB. Por outro lado, a adoção de medidas para redução das emissões de gases, buscando mantê-las próximas dos níveis existentes, seria aproximadamente 1% do PIB global. Em virtude dessas projeções começou um estímulo a expansão da participação das fontes alternativas na matriz energética. A União Europeia, em 2001, reconheceu a necessidade de oficialmente promover as fontes de energias renováveis, considerando os pontos estratégicos para proteção ambiental e o desenvolvimento sustentável, através de decreto que previa estabelecer como meta para a Europa a produção de 22% da energia elétrica consumida a partir de fontes renováveis. Embora a projeção fosse tímida, houve um aumento da participação na Europa, que passou de 13% em 1991 para 22% em A Tabela 2.1 apresenta a evolução da produção de energia elétrica a 1 Relatório Stern (2006) é um estudo encomendado pelo governo Britânico sobre os efeitos na economia mundial das alterações climáticas nos próximos 50 anos. 13

26 partir de diversas fontes de energia renováveis na UE15, no período de 2002 a 2011 e a Tabela 2.2 mostra os números no cenário brasileiro. Tabela 2.1 Evolução da Produção de Energia Elétrica a partir de Fontes Renováveis na UE Geração de Energia Elétrica na União Europeia (GWh) [8] Solar Fotovoltaica Hidroelétrica Energia Eólica Energia das Marés Tabela 2.2 Evolução da Produção de Energia Elétrica a partir de Fontes Renováveis no Brasil Geração de Energia Elétrica na Brasil (GWh) [10] Solar Fotovoltaica 0,02 0,02 0,02 Hidroelétrica Energia Eólica Nuclear Percebe-se então que a necessidade de buscar novas fontes de energia vem crescendo e que a energia renovável apresenta maior confiabilidade. A energia solar fotovoltaica apresentou forte crescimento entre os países da União Europeia, como mostra a Figura 2.4, resultado dos incentivos para aplicação e geração de eletricidade 14

27 através do sol, o que impulsionou também a queda nos custos de instalação das mesmas. Observa-se que, comparado a outras regiões do mundo, os investimentos neste tipo de energia foram muitos maiores na Europa, chegando a ser mais de 60% da capacidade instalada no mundo em Isso mostra o quanto a UE tem investido na energia fotovoltaica e que a confiabilidade da mesma vem crescendo. Figura 2.4 Evolução global da capacidade instalada de painéis fotovoltaicos entre [44] No Brasil, no entanto, para o mesmo período não houve grande crescimento neste setor, visto que uma faixa pouco representativa de energia foi gerada, em comparação com outras fontes que tiveram grande projeção. A maior parte dos investimentos em energia fotovoltaica foi realizada em sistemas isolados, segundo a EPE (Empresa de Pesquisas Energéticas), devido aos custos, priorizou-se a expansão das PCHs, eólica e biomassa. 15

28 No que se refere ao Brasil a composição da matriz energética é bem distinta comparada ao cenário mundial, de acordo com o Balanço Nacional de Energia, para a geração de energia elétrica mais de 80% da matriz é renovável, com 75% de hidráulica (em 2011), cenário diferente comparado à produção mundial que detém 18,2% da matriz proveniente de fontes alternativas, onde 16,3% são oriundas de hidroelétricas. Incentivos governamentais como Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica PROINFA ajudaram a inserir novos recursos para geração de energia. Tal iniciativa tem como objetivos principais a diversificação das fontes de forma a aumentar a segurança no abastecimento e valorizar as características e potencialidades regionais e locais, com criação de emprego, capacitação e formação de mão de obra, além da redução das emissões de gases de efeito estufa. Para isso, estabeleceram como meta, em uma primeira fase, a implantação de MW de capacidade instalada de centrais eólicas, biomassa e pequenas centrais hidrelétricas (PCH), igualmente divididas entre as referidas fontes. No Plano Decenal de Energia percebe-se que a participação das fontes alternativas (sendo as consideradas neste caso: eólica, PCHs, biomassa oriunda do bagaço da cana de açúcar) tendem a ter uma projeção maior para o período de estudo. A Figura 2.5 extraída do mesmo retrata a expansão da capacidade hidrotérmica por tipo de fonte que deverá ser de 171 GW até o final de [10] 2 Plano Decenal de Energia (PDE) é o estudo sobre o planejamento energético do Brasil publicado pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE) projetado no horizonte de dez anos. 16

29 Figura 2.5 Crescimento da Matriz Energética brasileira no período de 2010 a 2020 [10] O resultado da expansão das fontes renováveis, mostrado na Figura 2.5 é consequência dos empreendimentos do PROINFA, que projeta um crescimento de 137 empreendimentos, sendo: 62 pequenas centrais hidrelétricas (PCH), 21 usinas termelétricas a biomassa (BIO) e 54 usinas eólicas (EOL). Observa-se que a maior parte dos empreendimentos foi prevista para a região Sudeste e Centro-Oeste, próxima aos grandes centros e de maior facilidade de interligação ao SIN (Sistema Interligado Nacional). Pelo estudo, espera-se que a participação das fontes alternativas passe de 8% (2010) para 16% em 2020, conforme a Tabela 2.3, reflexo das entradas, principalmente, das PCHs e do aumento da geração eólica. É interessante observar que com a entrada cada vez maior dessas fontes, pode-se observar que haverá uma estagnação na participação das termoelétricas, o que reforça a confiabilidade da geração renovável. 17

30 Tabela 2.3 Participação das Fontes de Geração no Brasil (%) [10] Hidroelétrica 71, Termoelétrica 12, Nuclear 1,9 1 2 PCH, Eólica e Biomassa 7, Embora o PROINFA incentive a implantação de Fontes Alternativas, foi em outro programa que a energia solar ganhou maior destaque, no Programa de Desenvolvimento Energético de Estados e Municípios (PRODEEM) o qual tinha uma projeção social voltada para a utilização de fontes alternativas em regiões fora da rede de distribuição, seguindo a tendência mundial [10], que entre 2000 e 2001, teve taxa de crescimento para energia fotovoltaica de 40%, superando 300 MW de produção de módulos fotovoltaicos por ano. 18

31 3 ENERGIA SOLAR: HISTÓRIA E ESTADO DA ARTE O efeito fotovoltaico foi observado pela primeira vez em 1839 por Edmond Becquerel que verificou que placas metálicas, de platina ou prata, mergulhadas em um eletrólito, produziam uma pequena diferença de potencial quando expostas à luz. Mais tarde, em 1877, dois inventores norte americanos, W. G. Adams e R. E. Day utilizaram as propriedades fotocondutoras do selênio para desenvolver o primeiro dispositivo sólido de produção de eletricidade por exposição à luz. Tratava-se de um filme de selênio depositado num substrato de ferro e com um segundo filme de ouro, semitransparente, que servia de contato frontal. Apesar da baixa eficiência de conversão, da ordem de 0,5%, nos finais do século XIX o engenheiro alemão Werner Siemens comercializou células de selênio como fotômetros para máquinas fotográficas. A história da energia fotovoltaica teve seu início com a explicação do efeito fotoelétrico por Albert Einstein em 1905, o surgimento da mecânica quântica e, em particular, a teoria de bandas e a física dos semicondutores, assim como as técnicas de purificação e dopagem associadas ao desenvolvimento do transistor de silício. O engenheiro do Bell Laboratories (Bell Labs), Daryl Chapin (Figura 3.1), estudava soluções para substituir as baterias que mantinham a rede telefônica remotas em funcionamento. Em seus estudos, Chapin, havia realizado testes com células solares de selênio, já conhecidas naquela época por seus resultados muito ruins, com eficiência máxima inferior a 1%. Porém Gerald Pearson, ao realizar testes com células solares de silício, verificou que a eficiência de conversão era de cerca de 4%. 19

32 Figura 3.1 Gerald Pearson, Daryl Chapin, Calvin Fuller e a primeira célula solar, no Bell A história da primeira célula solar, como é conhecida hoje, começou em março de 1953 quando Calvin Fuller desenvolveu um processo de difusão para introduzir impurezas em cristais de silício, de modo a controlar as suas propriedades elétricas (um processo chamado dopagem ). Fuller produziu uma barra de silício dopado com uma pequena concentração de gálio, que o torna condutor, sendo silício do tipo P. Seguindo as instruções de Fuller, o físico Gerald Pearson, mergulhou esta barra de silício dopado num banho quente de lítio, criando assim na superfície da barra uma zona com excesso de elétrons livres, chamados silício do tipo N. Na região onde o silício tipo N fica em contato com o silício tipo P, a junção P-N, surge um campo elétrico permanente. No entanto, rapidamente se compreendeu que o custo das células solares era muito elevado, e que a sua utilização só podia ser economicamente competitiva em aplicações muito especiais, como, por exemplo, para produzir eletricidade no espaço. Mas, se o desenvolvimento das células solares nos anos sessenta foi, sobretudo, motivado pela corrida ao espaço, o que levou a células mais eficientes, mas não necessariamente mais econômicas, foi nessa década que surgiram as primeiras aplicações terrestres. Esta situação viria a mudar de figura quando, em 1973, o preço do 20

33 petróleo quadruplicou. O pânico criado pela crise petrolífera de 1973 levou a um súbito investimento em programas de investigação para reduzir o custo de produção das células solares. Algumas das tecnologias financiadas por estes programas revolucionaram as ideias sobre o processamento das células solares. É o caso da utilização de novos materiais, em particular o silício policristalino (em vez de cristais únicos de silício, monocristais, muito mais caros de produzir) ou de métodos de produção de silício diretamente em fita (eliminando o processo de corte dos lingotes de silício, e todos os custos associados). Outra inovação particularmente importante do ponto de vista de redução de custo foi a deposição de contatos por serigrafia em vez das técnicas tradicionais: a fotolitografia e a deposição por evaporação em vácuo. O resultado de todos estes avanços foi a redução do custo da eletricidade solar de 80 US$/W p para cerca de 12 US$/W p em menos de uma década. Do ponto de vista da eficiência de conversão das células solares, a barreira dos 20% de eficiência foi pela primeira vez ultrapassada pelas células de silício monocristalino da Universidade de New South Wales. A equipe de Dick Swanson atingiu os 25% de eficiência em células com concentrador. Foi do resultado de iniciativas de estímulo ao mercado fotovoltaico, como por exemplo, a lei das tarifas garantidas na Alemanha, que resultou o crescimento exponencial do mercado da eletricidade solar verificado no final dos anos noventa e princípios deste século: em 1999 o total acumulado de painéis solares atingia o patamar do primeiro GW, para, três anos depois, o total acumulado seria já o dobro. 21

34 4 CARACTERÍSTICAS DA CÉLULA FOTOVOLTAICA 4.1 Estrutura Atômica A célula solar é a pedra angular para a geração da energia solar. O efeito responsável pela geração da energia consiste na excitação de um material semicondutor pela radiação solar. Dessa forma há o aparecimento de uma diferença de potencial nos terminais do material, o chamado efeito fotovoltaico. Os materiais classificados como semicondutores são elementos que têm como característica possuir em sua camada de valência quatro elétrons a baixa temperatura e que, para serem quimicamente estáveis, necessitam de oito elétrons. Para isso realiza a chamada ligação covalente. Na ligação covalente (Figura 4.1), cada átomo compartilha um elétron com o átomo vizinho, o que lhe dá um total de oito elétrons na camada de valência, adquirindo estabilidade química para formar o sólido. Os elétrons compartilhados não passam a fazer parte efetivamente do átomo central, portanto, eletricamente falando, cada átomo ainda continua com quatro elétrons na camada de valência e quatorze no total (no caso do Silício), ou seja, eletricamente neutro. A camada de condução, no entanto, é totalmente vazia. 22

35 Figura Ligação covalente composta por semicondutores [13] Os átomos de silício se distribuem no sólido formando uma estrutura cúbica, onde os átomos ocupam os vértices do cubo. Esta estrutura cúbica é normalmente chamada cristal. É por isso que o sólido de silício é conhecido como cristal de silício. (Figura 4.2) Figura 4.2 Retículo cristalino formado pelo silício [13] Se um elétron da camada de valência receber energia externa como luz, e esta for maior que a força de atração exercida pelo núcleo, o elétron irá para a chamada banda de condução. Uma vez na banda de condução, o elétron está livre para se deslocar pelo cristal, sendo o mesmo chamado de elétron livre. Ao ir para a banda de condução, o elétron deixa um vazio que é chamado de lacuna. Entretanto entre as duas camadas, existe uma faixa de energia que o elétron precisa receber para chegar à camada de 23

36 condução chamada banda proibida, cujo valor é 1eV (1,60 x J) e que, é o valor de energia que o elétron deve absorver para sair da camada de valência para a de condução, recebendo o nome de fóton (Figura 4.3). Figura 4.3 Semicondutor. A lacuna de energia entre a banda de valência cheia e a de condução é muito pequena, de modo que alguns elétrons podem ser excitados nas temperaturas ambientes até a banda de condução, deixando buracos na banda de valência. [Elaboração Própria] O aumento da temperatura melhora a condutividade dos semicondutores devido à excitação térmica de elétrons da banda de valência para a banda de condução. A radiação solar não absorvida é, em grande parte, visível. Para o funcionamento das células solares a faixa de comprimento de onda é entre 390 a nm (Figura 4.4), o que corresponde ao comprimento de onda do visível ao infravermelho ou, em termos de energia, de 1,1 a 3,1 ev 3. Como visto, cada material apresenta uma zona de sensibilidade à radiação (Figura 4.4). Os materiais semicondutores que apresentam a banda proibida dentro dessa faixa, como o Silício, Arsenieto de Gálio, Telureto de Cádmio, Disseleneto de Cobre-Índio-Gálio, entre outros, são os possíveis candidatos para serem utilizados como camada ativa, ou seja, a camada doadora de elétrons, nestes dispositivos. A energia da banda proibida está relacionada diretamente com as características da célula, ou seja, quanto menor a banda, maior a energia que pode ser absorvida e assim um maior número de portadores (maior a corrente). Da mesma forma, 3 E=hc/λ, onde E: energia, h: Constante de Plank, c: velocidade da luz e λ: comprimento de onda. 24

37 quanto maior a banda proibida do material, maior também será a tensão de circuito aberto, pois a energia da banda está relacionada com a magnitude do campo embutido da junção, o qual determina a máxima tensão que a célula pode produzir. Logo, a melhor relação entre tensão e corrente é obtida em materiais cuja banda se situa entre 1 e 1,8 ev [14]. Figura Sensibilidade ao Espectro de Luz 4 [14] Semicondutores puros não garantem o funcionamento da célula fotovoltaica. Para isso, é feito o processo de dopagem do material. O processo de dopagem consiste em introduzir impurezas ao semicondutor puro, a fim de garantir a troca de elétrons. São realizados dois processos de dopagem, a primeira é a chamada dopagem do tipo N que consiste em um semicondutor que recebeu átomos pentavalentes, ou seja, átomos que possuem cinco elétrons na camada de valência. Como é o caso do Silício (Si) que tem número atômico 14. Sua distribuição eletrônica é 2,8,4; o que significa que possui quatro elétrons na camada de valência e necessita de quatro elétrons para tornar- 4 Espectro AM 1.5 (833 W/m 2 ) 25

38 se quimicamente estável. O Fósforo é então utilizado para essa dopagem, cujo número atômico é 15, e apresenta distribuição eletrônica 2, 8, 5; o que significa que fica com um elétron em excesso na ligação com o átomo de silício (Figura 4.5). Si Si P Si Si Figura Diagrama representando um conjunto de átomos de silício, e uma impureza pentavalente central, gerando um elétron livre [Elaboração Própria] A segunda dopagem é a chamada dopagem do tipo P obtida através da injeção de átomos trivalentes no cristal puro. Para essa dopagem utiliza-se o Boro, que tem distribuição eletrônica 2,3; significa que possui três elétrons de valência e ao ser adicionado quimicamente ao Si, fica com um elétron desemparelhado o que significa uma lacuna, como ilustrado na Figura

39 Si Si B Si Si Figura Diagrama representando um conjunto de átomos de silício, apresentando um átomo central trivalente, gerando uma lacuna na rede [Elaboração Própria] Desta forma obtemos junção SiP chamada junção (-), pois existe um excesso de elétrons desemparelhados. E uma junção SiB, junção (+), pois existe um déficit de elétrons. O fato de haver duas camadas estabelece uma diferença de potencial que fará com que os elétrons livres se movam gerando um campo elétrico. Neste processo, são utilizados materiais semicondutores como o silício, o arsenieto de gálio, telurieto de cádmio ou disselenieto de cobre e índio. A célula de silício cristalino é a mais usual. Na presença de luz sobre a célula fotovoltaica, os fótons que a integram chocamse com os elétrons da estrutura de silício, dando-lhes energia e consequentemente transformando-os em condutores. Devido ao campo elétrico gerado na junção P-N, os elétrons são orientados e fluem da camada P para a camada N (Figura 4.7). Silício tipo p Silício tipo n Figura Célula fotovoltaica elementar [Elaboração Própria] 27

40 4.2 Modelo da Célula Fotovoltaica A junção P-N assemelha-se a um diodo, pois a utilização de uma diferença de potencial com o potencial positivo aplicado no material do tipo P diminui a barreira de potencial e possibilita que a corrente atravesse a interface, enquanto que a aplicação de uma diferença de potencial inversa aumenta a barreira de potencial e não possibilita a passagem de corrente. A Figura 4.8 ilustra a curva característica de um diodo de silício. I Zona de Bloqueio Zona de Condução 0,7 VD Figura Característica I-V da célula de um diodo de silício [Elaboração Própria] O modelo de célula não é nada mais, nada menos que uma fonte de corrente, cuja expressão da corrente que atinge a carga é dada pela equação (4.1) V mv A) I T 1 S I D I S I e I (4.1) ( 0 Onde I 0 : representa a corrente de saturação do diodo e m representa o fator de idealidade do diodo, entre 1 e 2. 28

41 V T kt V ) q ( (4.2) k: constante de Boltzmann (k=1,38x10-23 m 2 kgs -2 K -1 ) T: temperatura (em K) q: carga do elétron (q=1,6x10-19 C) O comportamento da célula, quando não está na presença de luz, pode ser representado pelo circuito equivalente de um diodo e corresponde à curva I-V. I I S V Z I D Figura Célula fotovoltaica e modelo equivalente ideal alimentando uma carga Z A expressão (4.3) indica qual a variação da corrente I D que circula através de um diodo quando aplicada uma diferença de potencial aos terminais deste igual a V (Figura 4.9), é a chamada Equação de Shockley D V mv I 0 e T 1 I (4.3) Em que I 0 : é a corrente inversa máxima de saturação do diodo; 29

42 V: é tensão aos terminais da célula; m: é o fator de idealidade do diodo (diodo ideal: m = 1; diodo real: m>1); V T: é designado por potencial térmico (Equação 4.2); T: é a temperatura absoluta da célula em K (0 o C = 273,15K); q: é a carga elétrica do elétron (q=1,6x10-19 C). Ao ser iluminada, surgirá uma corrente elétrica (I S ) gerada pela absorção dos fótons que será proporcional a radiação solar. Quanto maior a intensidade da incidência luminosa sobre a célula fotovoltaica, maior o deslocamento da curva I-V sobre o seu eixo de referência com mostrado na Figura Figura 4.10 Efeito da intensidade luminosa na curva I-V [16] Os dois parâmetros alcançados da interceptação da curva com o sistema de eixos para uma dada radiação e temperatura, permitem descrever uma célula fotovoltaica de uma determinada área e designam-se por corrente de curto-circuito, I CC (V=0) em que I CC = I S (4.5) 30

43 A tensão máxima nos terminais da célula por tensão em circuito aberto é V OC (I=0), em que (4. 6) Em resumo pode-se afirmar que a célula se comporta como diodo quando escurecida, havendo condução no 1 o quadrante e quando sob radiação solar comporta-se como fonte de corrente. No entanto no modelo real da célula (Figura 4.11), são consideradas também as perdas R P e R S detalhadas a seguir. Figura Modelo real de célula fotovoltaica [Elaboração Própria] - Resistência em série (R S ): esta é a resistência da própria célula, composta pela resistência elétrica do material e a resistência dos contatos metálicos, denominadas de perdas por efeito Joule. - Resistência em paralelo (R P ): resistência do processo de fabricação e caracteriza as correntes parasitas que circulam na célula devido, principalmente, a pequenas imperfeições na estrutura do material. Estas resistências são responsáveis pelo rebaixamento da curva característica da célula solar, logo quanto mais elevado R S e mais baixo R P provocam a redução na corrente de curto-circuito I CC (Figura 4.12) e na tensão de circuito aberto VOC (Figura 4.13). A corrente é determinada através da expressão (4.7): 31

44 32 P S V I R V S P D S R I R V e I I I I I A I T S 1 ) ( 0 (4.7) Figura 4.12 Influência da resistência em série (Rs) na curva I-V [36] Figura 4.13 Influência da resistência em paralelo (Rp) na curva I-V [36]

45 5 MOTIVAÇÃO E PROPOSTA PARA REDUÇÃO DE CUSTOS Como dito anteriormente, o custo de implantação de sistema fotovoltaico é ainda um entrave para a expansão do uso desse tipo de energia. Medidas governamentais, no entanto, visam estimular um maior desenvolvimento do mercado para a energia solar. De acordo com o estudo da EPE [11], através de referências internacionais, o custo de investimento em sistemas fotovoltaicos pode ser decomposto em três principais itens: os painéis solares, o inversor e a estrutura que engloba as estruturas mecânicas de sustentação, equipamentos elétricos auxiliares, cabos e conexões para instalação e montagem. Por causa dos incentivos de produção, os painéis solares têm apresentado constante redução de preços para os módulos de silício cristalino e também as células de filme fino. Atualmente o custo do sistema fotovoltaico é 60% dos painéis solares, cerca de 10% referente ao inversor e o restante à estrutura. Para análise de custo do sistema fotovoltaico foram adotados os valores encontrados na Tabela 5.1, para estimativa de custo no mercado internacional, onde se pode perceber que o custo do módulo representa a maior parte do investimento fotovoltaico. 33

46 Filmes Finos Silício Cristalino Tabela Custo de investimento em sistemas fotovoltaicos - Referência Internacional (US$/kWp) [11] Potência Painéis Inversores Instalações e Montagem Total Residencial (4-6kW p ) 2,23 0,57 0,7 3,50 Residencial (8-10kW p ) 2,02 0,50 0,63 3,15 Comercial (100kW p ) 1,74 0,42 0,54 2,70 Industrial (>1000kW p ) 1,60 0,30 0,48 2,38 Nota: Preço com impostos nos seus mercados de origem. [11] Para tornar a energia solar mais competitiva comparada a outras fontes, é necessário investir em pesquisas que reduzam o preço do módulo fotovoltaico. Nesse sentido, estudos têm sido feitos buscando novos tipos de célula que sejam de custo mais baixo e que apresentem boa eficiência, como apresentado Tabela 5.2, porém, apesar do maior preço, as células de silício cristalino apresentam maior eficiência. Tabela 5.2 Eficiência Típica dos módulos comerciais [16] Tecnologia Eficiência Área/kW p Monocristalino 13 a 19 % ~7m 2 Policristalino 11 a 15% ~8m 2 Silício Amorfo (a-si) 4 a 8 % ~15m 2 Telureto de Cádmio (Cd-Te) 10 a 11% ~10m 2 Disseleneto de Cobre-Indio- 7 a 12% ~10m 2 Gálio (CIGS) 34

47 Uma das vantagens da geração fotovoltaica é a possibilidade de aplicação em larga ou pequena escala. Isso permite a implementação de sistemas de energia em localidades afastadas da rede como regiões rurais, populações ribeirinhas e pequenos vilarejos. Em casos como este, o custo da construção de linhas de transmissão para fornecer energia elétrica pode ser muito alto e mesmo inviável. A opção pela energia solar é uma alternativa viável, pois pode ser implantada em sistemas isolados. Comparando-se as fontes de geração de energia, em geral, as fontes alternativas apresentam preço mais elevado do que o sistema convencional centralizado de fornecimento de energia. No entanto, alguns pontos podem reduzir o custo da transmissão de energia, visto que em geral, a carga encontra-se próximo a ponto de geração. Para produzir energia, recursos fósseis necessitam ser extraídos dos poços de petróleo, transportados até as refinarias onde são preparados para queima, levados às usinas termelétricas e após a geração de energia, seus resíduos são eliminados. A utilização das máquinas rotativas, gerador e turbina, necessitam de uma rotina de manutenção mais complexa devido ao desgaste das peças móveis. A energia solar, em contra partida, não necessita ser extraída, nem refinada ou transportada para o local de geração, por ser próximo à carga, evitando custos de transmissão em alta tensão. Outras questões, porém, permeiam a implantação das fontes alternativas, em especial, da energia solar; a geração solar fotovoltaica permite a expansão da geração distribuída, o que diminui o interesse de grandes empresas responsáveis pela geração e distribuição a quererem investir neste tipo de recurso. Assim, a produção fica sujeita, a pequenos produtores, o que não alavanca a produção em larga escala de painéis fotovoltaicos e consequentemente dificulta a redução dos preços e custos de fabricação dos mesmos. Para incentivar esses produtores, um bom exemplo foi a iniciativa do 35