ENERGIA SOLAR IMPLANTAÇÃO DE SISTEMA FOTOVOLTAICO EM RESIDÊNCIA

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1 XXII Congresso Nacional de Estudantes de Engenharia Mecânica 19 a 23/10/2015 Campos dos Goytacazes RJ ENERGIA SOLAR IMPLANTAÇÃO DE SISTEMA FOTOVOLTAICO EM RESIDÊNCIA Carlos Henrique Dassumpção Sanjurijo Mendez henriquemendez@ig.com.br Fernanda Gonçalves dos Santos fernanda.concalves.93@gmail.com Geraldino Diniz g.diniz13@globomail.com Paulo Aguiedo Braga pauloaguiedo@hotmail.com Raphael Assis Silvestre assis_silvestre@hotmail.com Prof. Dr. Cesar Augusto Della Piazza della_piazza@yahoo.com.br Prof. Luis Fernando Quintino luis.quintino@drummond.com.br Prof. Wesley Barbosa de Oliveira wesley_oliveira@hotmail.com Faculdade Carlos Drummond de Andrade Rua: Professor Pedreira de Freitas, Nº 401/415, Tatuapé, São Paulo SP, CEP relacionamento@drummond.com.br RESUMO: O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo voltado à utilização de um tipo de energia alternativa (Energia Solar) e aplicação de placas fotovoltaicas, análise de investimentos da tecnologia em residências e as melhores formas de aplica-la. Diante da crescente demanda de energia e com a escassez de fontes não renováveis, surge a necessidade de mudar as atuais tecnologias de geração de energia que utilizam como base a agua, que por sua vez se encontra cada vez mais escassa no Brasil e no mundo. A energia solar por sua vez esta disponível em todo território brasileiro, durante o ano inteiro, esse fator tem atualmente aumentado o interesse dos pesquisadores sobre os métodos de aplicação dessa fonte de energia renovável. Palavras-Chave: Placas fotovoltaicas, energia solar, tecnologia ABSTRACT: In this work, the objective is to present a study focused on the use of an alternative energy (Solar Energy) and application of photovoltaic panels, the technology investment analysis in homes and how best to apply it. Given the growing demand for energy and the scarcity of non-renewable resources, the need arises to change the current power generation technologies using as a basis the water, which in turn is increasingly scarce in Brazil and worldwide. Solar energy in turn is available throughout Brazil, throughout the year, these factors have now increased interest from researchers on methods of application of this renewable energy. Keywords: Photovoltaic panels, solar energy, technology INTRODUÇÃO Historicamente o setor de geração de energia elétrica vem produzindo grandes impactos ambientais e sociais em toda a sua cadeia de produção. A crescente demanda por energia elétrica, somada à escassez das fontes tradicionais de energia, viabiliza a utilização de fontes alternativas de energia. A energia solar fotovoltaica ganha grande destaque nesse cenário, pelo fato de ser uma fonte de energia alternativa não poluidora e amplamente disponível no planeta. A European Photovoltaic Industry Association (EPIA), publicou em 2004 uma previsão de crescimento do mercado superior a 30% por ano, e uma redução nos custos proporcional ao crescimento de painéis instalados. A EPIA antecipa que em 2020 cerca de 1% da eletricidade consumida mundialmente será de erigem fotovoltaica, elevando-se essa fração para 26% em 2040 (VALLÊRA; BRITO, 2006). Por viabilidade, temos como objetivo realizar um estudo sobre a energia solar captada através de placas fotovoltaicas, sua implantação em residências que, em alguns países já é uma alternativa real para elevar o potencial energético, aumentar a confiabilidade do sistema e ainda reduzir o valor das contas de energia elétrica. O debate em torno desta questão limita-se, na maioria das vezes, aos meios econômicos, tecnológicos e políticos que determinam as formas dominantes de produção, mas, para Leff (2001) "estão sujeitas também a certas ideologias teóricas e delimitadas por paradigmas científicos que dificultam as possibilidades de reorientar as práticas produtivas para um desenvolvimento sustentável''. Porém um grande número de pessoas vivencia os principais problemas decorrentes da produção de eletricidade em alta escala (usinas hidroelétricas), além da degradação ambiental muitas vezes irreversível que esse tipo de processo impõe, com o presente cenário torna-se imprescindível à busca por energias alternativas sustentáveis.

2 O Brasil é um dos países que possuem maior potencial para a geração de energia solar, mas o país não possui muitos programas de incentivo o que faz com que a implantação dessa tecnologia seja difícil devido ao seu alto custo. A partir dessa informação estudaremos a viabilidade financeira para implantação das placas fotovoltaica e demostraremos o payback, além de compararmos os benefícios gerados pela aderência da utilização desse tipo de energia a casas que utilizando energia gerada através de usinas hidroelétricas ou térmicas, buscando dados de consumo, valores correlacionados a rede de fornecimento de energia e viabilidade de investimento, por fim realizar analise e interpretação dos dados coletados, demonstrando os resultados no estudo de caso. METODOLOGIA Este projeto foi idealizado com a finalidade de realizar um estudo do consumo de a energia elétrica de uma residência do município de São Paulo e os benefícios da implantação de um sistema de placa fotovoltaica, a fim de verificar a viabilidade da utilização desse sistema em residências brasileiras. Foram levantados os dados do consumo de energia compreende o período de junho de 2014 a julho de 2015, extraídos das contas de energia elétrica da Eletropaulo de uma residência do município de São Paulo. Com os dados em mãos será realizado um orçamento do sistema fotovoltaico que atenda as necessidades de consumo elétrico da residência em estudo. RESULTADOS E DISCUSSÃO A base de estudo para desenvolvimento do consumo de energia compreende o período de junho de 2014 a julho de 2015 extraídos das contas de energia elétrica da Eletropaulo de uma residência. Figura 1. Gráfico do consumo mensal de energia elétrica (kwh) Mediante análise dos dados de consumo elétricos informados e na radiação solar do local da implantação, seria necessário um sistema fotovoltaico (gerador de energia solar) de 1,5 kwp de potencia instalada atenderia a necessidade energética da residência. Este sistema geraria 1958 kwh em media por ano, quantidade de energia elétrica que deixaria de ser paga a concessionaria. Com o sistema fotovoltaico instalado também deixaria de serem emitidos 571 quilogramas de dióxido de carbono (Co2) por ano. Figura 2. Especificação do sistema fotovoltaico

3 A simulação considera que a posição da implantação do sistema fotovoltaico deve estar voltada para o norte com uma inclinação perfeita, conforme latitude da residência de estudo. Contudo, não considera as condições da vizinhança informada, devido ao sombreamento de arvores ou prédios próximos. Portanto estes dados servem apenas se ter uma ideia da potência necessária para demanda elétrica. O gráfico abaixo demonstra como seria de um sistema fotovoltaico conectado à rede, em azul a eletricidade fornecida pela rede e em verde a eletricidade gerada pelo sistema fotovoltaico. Figura 3. Gráfico de consumo x geração de energia (kwh) Na tabela abaixo são demonstrados, em detalhes, a energia consumida e a gerada pelo sistema. A diferença das duas é quanto à concessionária ira cobrar do consumidor. Tabela 1. Consumo de eletricidade de uma residência Em 17 abril de 2012, foi publicada a Resolução Normativa 482 da ANEEL (Agencia Nacional de Energia Elétrica), que dá diretrizes e regulamenta o mercado de energias renováveis no Brasil, através da micro e mini geração de bases hidráulica, eólica, solar, biomassa e ou cogeração. Estas novas instalações poderão ser conectadas a rede de distribuição das Companhias Elétricas, dispensando desta forma as baterias de armazenamento. O consumo de energia elétrica da unidade consumidora será compensado com a energia gerada por esta unidade, como numa espécie de conta corrente de energia, impactando sobre sua conta de energia, de forma proporcional.

4 Figura 4. Esquema residencial de energia fotovoltaico conectado a rede Segundo a ANNEL quando o sistema gerar mais energia do que for consumido, serão gerados créditos na conta do mês seguinte. Porem a conta nunca será zerada, pois consumidores residenciais devem pagar mensalmente, pelo custo de disponibilidade em reais que corresponde a 50 kwh. Mesmo que não for consumida a energia da rede a concessionaria cumpriu com a obrigação de oferecer a infraestrutura necessária para levar até a residência, razão pela qual existe este custo mínimo. Após pesquisa de mercado referente às empresas que fornecem o sistema fotovoltaico, foi escolhido Kit Gerador Solar para conexão à rede elétrica, com capacidade de 1,5kWp, ao custo de R$ 12384,00. Figura 5. Kit Gerador Solar Na falta de recursos próprios para implantação do sistema, foi contratado um financiamento com prazo de 36 meses com juros de 1,76% ao mês. O custo total do financiamento ficou em aproximadamente R$16850,00. CONCLUSÃO Vinculando os dados da geração de energia gerada pelo sistema fotovoltaico e o consumo de energia residencial, pode verificar que a implantação do sistema se torna viável. Com base no total do investimento necessário para a implantação do sistema fotovoltaico que tem uma vida útil do equipamento de 25 anos e a economia gerada pela redução nas contas de energia elétrica, podemos calcular o payback de 12 anos. Podemos afirmar que a geração de energia fotovoltaica é uma das soluções viáveis para a crise energética. O alto custo de implantação ainda dificulta o seu uso, mas esperamos que os governos criem outros incentivos para baratear e dessa forma popularizar o sistema fotovoltaico.

5 REFERÊNCIAS ANEEL. Agência Nacional de Energia Elétrica, Resolução Aneel n 482/2012, Ago < BRITO, Miguel Centeno; VALLÊRA, António. Meio século de história fotovoltaico. Departamento de Física e Centro de Física da Matéria Condensada (CFMC): EPIA. European photovoltaic Industry Association. Global Market Outlook for Photovoltaic. 16 Ago < LEFF, Enrique. Epistemologia Ambiental. Traduzido por Sandra Valenzuela. 2ª ed. São Paulo: Cortez, DECLARAÇÃO DE RESPONSABILIDADE Os autores são os únicos responsáveis pelo material impresso contidos neste artigo.