Mudanças climáticas e o impacto das cidades, v.4, n.1, 2011 ARTIGO O POTENCIAL DOS SETORES URBANOS BRASILEIROS PARA A GERAÇÃO DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA DE FORMA INTEGRADA ÀS EDIFICAÇÕES Rüther, Ricardo ; Salamoni, Isabel RESUMO O sistema fotovoltaico (FV) integrado à edificação e interligado à rede elétrica é um exemplo ideal de fonte geradora de energia para aplicação em áreas urbanas, principalmente em países ensolarados e com dimensões continentais como o Brasil. Essa aplicação vem sendo cada vez mais inserida no ambiente urbano, não somente para uso residencial, mas também em edificações comerciais e industriais onde o pico de carga e o de geração FV são geralmente coincidentes. As edificações dos setores urbanos no Brasil apresentam um grande potencial para a integração dos sistemas FV, mostrando bons resultados em termos de geração de energia e de redução da curva de carga. Inserida nos setores urbanos, a utilização dessa fonte renovável de energia (FRE) poderá auxiliar a rede elétrica em diferentes formas, tanto como uma fonte geradora de energia, que poderá contribuir com a redução da sobrecarga da rede em alimentadores específicos, quanto como uma pequena usina capaz de diversificar a matriz energética e auxiliar em situações de sobrecarga dos alimentadores de áreas adjacentes. A aplicação desse último caso é importante em regiões que necessitam de energia complementar, mas que não possuem uma área de cobertura disponível para a integração dos módulos solares. Em termos construtivos, os módulos FV podem ser integrados em qualquer área da edificação que receba irradiação solar, mas o sistema terá um rendimento máximo quando os módulos estiverem integrados em áreas voltadas para o norte (no hemisfério sul), com inclinação igual à latitude local e sem sombreamento. PALAVRAS CHAVE: Energia solar fotovoltaico. Interligação a rede. Potencial das áreas urbanas ABSTRACT Grid-connected building-integrated photovoltaics (BIPV) is an ideal example of power source for urban areas, in sunnylarge countries as the Brazilian case. This application has been used even more in the urban environment not only in the residential sector, but also in the commercialindustrial buildings, the load peakthe PV generation peak are coincident. The urban areas of Brazil have a great potential for BIPVthey showed good results in terms of PV generationreduction of the load peak. The use of this renewable source of energy in the urban sectors can help the utility in different ways: as a power source that can contribute in the reduction of the grid overload at the point of use, as a small power plant that can diversify the energy mix,to help in the reduction of the overload in other adjacent urban area. This last case is important in urban areas that require additional power but do not have enough available rooftop areas for the integration of PV systems. In terms of construction, the PV modules can be integrated in any area of the building that receives solar radiation, but the system will have a maximum output when the modules are integrated in areas facing north (southern hemisphere), with the tilt equal to the local latitudewithout shading. KEYWORDS: Building-integrated photovoltaics. Urban area potential 1 INTRODUÇÃO As questões energéticas estão cada vez mais inseridas no contexto político e econômico mundial, principalmente no que se refere à qualidade de vida do homem e à sustentabilidade do planeta.
Ricardo Rüther; Isabel Salamoni Muitos são os problemas enfrentados, causados basicamente pelo aumento acelerado da população e pela demanda energética, que não cresce na mesma proporção que a oferta de energia. A falta de matéria-prima para a geração de energia elétrica e os problemas ambientais associados à sua exploração são aspectos fundamentais a serem considerados. Aumentar a eficiência energética e usar fontes renováveis de energia (FRE) são algumas estratégias para minimizar esses problemas. Segundo Jannuzzi (2005), a maior parte do aumento na demanda energética esperada para os próximos anos será proveniente dos países em desenvolvimento. Portanto, torna-se um desafio aumentar o acesso e a qualidade dos serviços energéticos aos diversos setores de consumo e, principalmente, avaliar novas fontes de geração, a fim de proporcionar ao país maior qualidade e segurança no abastecimento de energia, sem prejudicar o meio ambiente. Desde o início da sua comercialização, a energia elétrica tem sido fornecida aos consumidores residenciais, comerciais e industriais por meio de usinas geradoras centralizadas e complexos sistemas de transmissão e distribuição (T&D). Esse modelo de geração torna as pessoas vulneráveis a blackouts energéticos, além de gerar perdas na T&D por estarem localizadas distantes, aumentando os custos da produção da energia (RÜTHER, 2004). Nesse contexto, torna-se fundamental reestruturar o setor energético e buscar uma maior diversificação da matriz energética nacional, principalmente por meio da geração distribuída com base em FRE. Uma nova estratégia baseada em dois eixos - geração descentralizada e eficiência energética (desde a geração até o transporte ao usuário final) - seria uma alternativa face às dificuldades futuras no suprimento energético do país. Essa estratégia, além de permitir uma maior segurança no abastecimento de energia e de reduzir as perdas na T&D, possibilita uma geração de forma ambientalmente sustentável. O Brasil é o mais avançado país da América do Sul no que diz respeito ao desenvolvimento das FRE. Essa característica se deve principalmente à sua dimensão continental, que abrange cerca de 47% da área da América do Sul (8,5 milhões de km2) (NUPAC, 2008), às fontes naturais abundantes e ao clima favorável. O país possui uma estrutura energética privilegiada se comparada à de outros países, visto que o seu potencial hidroelétrico e as possibilidades para o uso da biomassa, da energia eólica e da energia solar são bastante grandes. Tendo em vista que diariamente incide sobre a superfície da terra mais energia vinda do sol do que a demanda total anual de todos os habitantes do planeta, faz sentido a utilização da energia solar fotovoltaica (FV) de forma distribuída em um país de dimensões continentais como o Brasil. Em virtude de sua localização geográfica, o país é particularmente privilegiado por ter níveis de irradiação solar superiores à maioria das nações desenvolvidas. Essa característica coloca o país em vantagem em relação aos países desenvolvidos, principalmente no que tange à utilização da energia solar FV (PEREIRA et al., 2006). Os sistemas FV apresentam duas configurações principais: isolados (ou autônomos) e conectados à rede elétrica. A diferença fundamental entre eles é a existência ou não de um sistema acumulador de energia. Os sistemas autônomos se caracterizam pela necessidade de um banco de acumuladores químicos (baterias), onde a energia gerada pelos módulos solares é armazenada e distribuída aos pontos de consumo. Esse é o tipo de sistema altamente competitivo economicamente, com formas mais convencionais de geração. Sistemas autônomos são normalmente utilizados quando o custo de estender a rede elétrica pública for proibitivo devido à distância ou ao difícil acesso juntamente à baixa demanda da comunidade a ser atendida. Nesses casos, frequentemente os sistemas autônomos FV são mais competitivos economicamente do que os geradores a diesel comumente utilizados. Os sistemas FV interligados à rede elétrica, por sua vez, dispensam o uso de acumuladores, pois atuam como usinas geradoras de energia elétrica em paralelo às grandes centrais geradoras. Esses sistemas podem ser integrados à edificação sobrepondo ou substituindo elementos de revestimento e, portanto, próximos ao ponto de consumo, ou do tipo central FV, sendo este tipicamente distante do ponto de consumo.
O potencial dos setores urbanos brasileiros para a geração de energia solar fotovoltaica de forma integrada às edificações Woyte et al. (2003) comentam que nos países industrializados os sistemas FV interligados à rede estão sendo instalados, na maioria das vezes, de forma integrada às edificações. A geração distribuída a partir de sistemas solares FV, dispostos em pequenas usinas integradas às edificações urbanas e conectadas ao sistema de distribuição, é uma aplicação crescente da tecnologia solar em todo o mundo. Essa é a aplicação que mais vem crescendo nos últimos anos, representando 90% do mercado FV mundial (REN21, 2008). A energia solar FV conectada à rede elétrica no Brasil deve ser compreendida como uma fonte complementar de energia, uma vez que esta é considerada uma fonte intermitente. Além disso, seu potencial é muitas vezes superior à demanda de energia ativa e futura do país, razão pela qual deve ser incentivada a participar com frações crescentes de contribuição na matriz energética nacional. 2 OS SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS INTEGRADOS À EDIFICAÇÃO E INTERLIGADOS À REDE ELÉTRICA O sistema FV integrado à edificação e interligado à rede elétrica é um exemplo de fonte geradora de energia ideal para aplicação em áreas urbanas, principalmente em países ensolarados como o Brasil. Além de gerar energia onde é necessário a partir de uma fonte renovável e inesgotável de energia, o sol, ele faz uso de espaços já existentes (envelope da edificação), com um menor impacto ambiental. Nos centros urbanos, esses sistemas podem ser instalados em áreas já ocupadas, como nos telhados de residências, nas coberturas de estacionamentos e nas coberturas de edifícios, como unidades de geração distribuída. Nesses casos, ao mesmo tempo em que o sistema gera energia, ele pode substituir ou se sobrepor a elementos construtivos convencionais da edificação. O sistema integrado junto ao ponto de consumo interliga-se à rede pública, auxiliando na redução do pico de demanda, diminuindo a dependência das fontes convencionais de energia. Além disso, dado o caráter complementar da geração hidroelétrica e solar (chuvas = pouco sol e vice-versa), a geração solar FV, em grande escala, poderia contribuir significativamente para melhor balancear a grande dependência do setor elétrico brasileiro em uma fonte geradora dominante e sazonal, a hidráulica. A Figura 1 apresenta um diagrama esquemático de um sistema integrado à cobertura da edificação e interligado à rede elétrica pública. Figura 1: Diagrama esquemático de um sistema solar fotovoltaico integrado à edificação e interligado à rede elétrica. Fonte: RÜTHER, 2004.
Ricardo Rüther; Isabel Salamoni O arranjo FV é conectado ao sistema inversor que, por sua vez, faz a conversão de corrente contínua para corrente alternada na mesma fase, frequência e forma de onda da rede elétrica pública. Esse tipo de configuração é utilizado quando a tarifa que o consumidor paga pela energia consumida da rede pública é menor do que a tarifa que a concessionária paga ao consumidor pela energia gerada pela instalação FV. Os três relógios medidores de energia (kwh1, kwh2 e kwh3) são unidirecionais. O relógio medidor kwh1 mede a energia total gerada pelo arranjo FV (em algumas configurações, kwh1 está a montante - antes - do kwh3, dispensando assim o kwh2). O relógio medidor kwh2 mede a energia gerada pela instalação solar FV que é injetada na rede elétrica pública, ou seja, o excedente que não é consumido pelas cargas da própria residência. O relógio medidor kwh3 mede a energia consumida da rede elétrica pública. Para sistemas que utilizam net metering (adotado quando a tarifa que o consumidor paga pela energia consumida da rede pública é igual a que a concessionária paga ao consumidor pela energia gerada pela instalação FV), somente o relógio medidor kwh3 é necessário, mas, nesse caso, ele é bidirecional. Cada vez mais, arquitetos e engenheiros tendem a utilizar fachadas envidraçadas, fazendo com que o calor gerado no interior do ambiente seja excessivo e a energia consumida por sistemas de resfriamento seja muito alta. Atualmente, janelas ou átrios de painéis FV já podem ser tratados como substituições diretas de tendências usadas na arquitetura, como janelas de vidro, e, ao mesmo tempo, estão gerando energia elétrica para essas edificações. As figuras abaixo mostram exemplos dessas respectivas substituições de elementos construtivos. Figura 2: The Solar Showcase. Port Talbot, UK. 15 Figura 3: Exemplo de retrofit: Okotec, Office kwp instalados. Building. Berlin, Alemanha. Figura 4: Fábrica da APS Fairfield, Califórnia. Fachada Figura 5: Exemplo de painéis como substituição envidraçada, utilizando painel FV como revestimento. de elementos da cobertura (EPA/DOE/DoD. New Jersey. 18 kwp instalados).
O potencial dos setores urbanos brasileiros para a geração de energia solar fotovoltaica de forma integrada às edificações No Brasil, o uso dessa tecnologia de forma integrada à edificação urbana e conectada à rede elétrica ainda é bastante reduzido, havendo, até o momento, somente algumas aplicações dessa modalidade, na sua maioria em campi universitários (ZILLES; OLIVEIRA, 2001); (RÜTHER, 2004). 3 O POTENCIAL DOS CENTROS URBANOS PARA A INTEGRAÇÃO DOS SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS E PARA A GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA O recurso solar disponível no Brasil é considerável. Em média, anualmente, essa disponibilidade supera os 1900 kwh/m2, ou seja, em cada metro quadrado de superfície, temos diariamente 5 kwh de energia solar. Essa disponibilidade ocorre em todo o território, promovendo a fotossíntese das plantas alimentícias, das que produzem madeira e biocombustíveis, além de possibilitar a conversão térmica da energia solar para aquecimento de água. No entanto, segue sendo marginal a utilização da conversão direta da luz solar em eletricidade com a utilização de sistemas FV (SALAMONI et al., 2009). As cidades brasileiras apresentam um excelente potencial para a aplicação da energia solar FV, não apenas pelas suas características construtivas, mas também pelo perfil de consumo energético do brasileiro e pelos níveis de irradiação solar do país. As Figuras 6 e 7 apresentam os mapas de irradiação solar para o Brasil e para a Alemanha. É possível observar, com base nos valores mínimos e máximos anuais da irradiação solar global horizontal nesses países, que a região menos ensolarada do Brasil recebe aproximadamente 25% mais irradiação solar do que a região mais ensolarada da Alemanha, que é considerada a nação com o mais bem-sucedido mecanismo de incentivo às FRE e com a maior potência FV instalada (REN21, 2008). Figura 6 : Mapa de irradiação solar do Brasil para o Figura 7: Mapa de irradiação solar da Alemanha plano inclinado. Somatório anual do total das médias para o plano horizontal. Somatório anual do total das diárias. médias diárias. Fonte: Adaptação própria do Atlas Brasileiro de Fonte: http://sunbird.jrc.it/pvgis/countries/europe.htm Energia Solar (2006). A arquitetura residencial unifamiliar possui geralmente as melhores aplicações para sistemas FV integrados às edificações, em termos de geração de energia elétrica. Isto porque apresentam grande área de telhado e por situarem-se próximas umas às outras, todas com mesmo porte, com menor sombreamento de sua cobertura (JONES et al., 2000).
Ricardo Rüther; Isabel Salamoni As edificações dos setores residenciais urbanos do Brasil possuem uma grande área disponível para instalação de sistemas solares FV. Esses setores apresentam um pico de consumo noturno, ao contrário do pico de geração FV que ocorre durante o dia. Dessa forma, os sistemas FV instalados nas edificações de tais setores tenderiam a gerar mais energia elétrica do que a demanda por consumo e poderiam ser aproveitados como miniusinas geradoras de energia, aliviando a sobrecarga em setores adjacentes (SALAMONI, 2004). Estudos desenvolvidos por Santos et al. (2009a) apresentaram uma análise do potencial de geração FV e de economia com relação aos gastos com a fatura de energia elétrica, que um kit FV de 1kWp teria se instalado na cobertura de unidades residenciais. O estudo demonstrou resultados significativos de contribuição dos sistemas, mesmo quando instalados em regiões com os menores níveis de irradiação solar do Brasil, como é o caso da cidade de Florianópolis. As edificações dos setores comerciais e públicos são alguns exemplos de aplicações ideais dos sistemas FV em termos de contribuição à concessionária, pois a geração solar FV atinge valores máximos em períodos de calor intenso. É também nestes períodos que a demanda energética daquele setor de consumo aumenta de forma acentuada, principalmente em consequência da utilização de aparelhos de ar-condicionado. Tais edificações tendem a apresentar uma área de cobertura mais reduzida para a instalação de sistemas solares FV. Devido à característica de verticalidade das construções, esses setores ainda apresentam uma menor relação entre área de cobertura e consumo, basicamente por haver mais de uma unidade consumidora por edificação. Por serem setores com pico de consumo diurno, a energia solar FV poderia auxiliar na redução da sobrecarga da rede, mas dificilmente conseguiria suprir todo o consumo energético da edificação (SALAMONI, 2004). Conforme pesquisa desenvolvida por Jardim et al. (2007), a utilização dos geradores FV estrategicamente localizados no sistema de distribuição pode trazer grandes vantagens ao setor elétrico. Conhecendo a capacidade que uma planta FV tem de gerar energia, ela pode não apenas servir como uma fonte geradora de energia, mas principalmente ser utilizada como uma planta que aumenta a capacidade da rede elétrica local, diminuindo a dependência das fontes convencionais de geração, auxiliando na redução da curva de pico em lugares estratégicos e reduzindo as perdas por T&D, ocasionadas na geração convencional. 4 A INFLUÊNCIA DAS CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS NO RENDIMENTO DO SISTEMA Vários fatores podem influenciar no rendimento dos sistemas solares FV, tais como: a radiação solar, que depende fundamentalmente da localização geográfica da instalação, de condições climáticas, bem como de sua inclinação e orientação; a temperatura dos painéis; o sombreamento parcial; as resistências dos condutores e o estado de limpeza dos painéis. O autor afirma que a orientação ideal para a colocação do painel é a da superfície voltada para o equador, com inclinação da latitude local; as fachadas voltadas para leste ou oeste (no Brasil) também podem ter performances satisfatórias mesmo quando instaladas em ângulos inclinados ou na vertical, com rendimentos da ordem de 60% em relação a uma orientação ótima, devido ao baixo ângulo do sol no início e final do dia. Segundo Rüther (2004), os efeitos da inclinação e orientação dos módulos no rendimento do gerador dependem da razão entre a radiação direta e difusa local, bem como da fração de albedo, que é característica do ambiente que circunda a região. O sombreamento também é visto como uma questão crítica, pois um gerador FV apresenta uma performance ideal quando iluminado homogeneamente. Um estudo realizado na Suécia (BROGREN; GREEN, 2003) demonstra a variação que ocorre no aproveitamento da energia solar conforme o ângulo de inclinação e a orientação do painel. Outros autores, referindo-se a Florianópolis, também analisaram a variação nos níveis de radiação recebidos por um corpo conforme sua inclinação e azimute (BURGER; RÜTHER, 2006); (SANTOS; RÜTHER, 2009). A Figura 8 mostra um ábaco do potencial de geração de energia FV de uma superfície em função da sua inclinação e da sua orientação, para a cidade de Florianópolis. Independente da região em que
O potencial dos setores urbanos brasileiros para a geração de energia solar fotovoltaica de forma integrada às edificações se deseja analisar esse potencial, é possível contatar que, quanto maior a latitude local, maior é perda no rendimento do sistema quando os módulos não estão orientados e inclinados de acordo com a situação ideal. Figura 8: Potencial de geração anual em cada ângulo e azimute em relação ao posicionamento ideal para Florianópolis. Fonte: Santos e Rüther, 2009. Um planejamento urbano adequado é de extrema importância para uma arquitetura sustentável. De acordo com Santos et al. (2009), o traçado das vias urbanas determina o alinhamento e a configuração dos lotes, o que, por sua vez, influencia na orientação das coberturas. Essas tendem a ser traçadas com suas faces também paralelas aos limites dos lotes. Ainda segundo a autora, uma arquitetura consciente seria o resultado da adequação das edificações ao posicionamento do terreno e da configuração das coberturas de modo a aproveitar a irradiação solar, seja por maximizar a insolação em uma das águas do telhado, seja por permitir que todas as águas recebam insolação. Outro fator importante refere-se à escolha do tipo de telha, pois essa escolha irá definir a inclinação das coberturas. No caso de o projetista priorizar o rendimento máximo do sistema solar FV, o ideal seria instalar o sistema em uma área de cobertura voltada para o norte (para cidades no hemisfério sul) e utilizar uma telha que possibilite uma inclinação igual à latitude local. No caso de o projetista priorizar as características construtivas e estéticas da edificação, os módulos solares FV poderiam ser instalados nas instalar módulos FV em toda cobertura, o projetista poderia optar por um telhado de uma só água ao norte, ou um telhado com várias águas em diversas orientações onde todas recebessem algum nível satisfatório de radiação solar. Os sistemas FV podem ser instalados em edificações já existentes, mesmo que essas edificações não apresentem áreas, inclinações e orientações ideais. Todas as áreas que tiverem uma irradiação solar incidindo em sua superfície serão capazes de gerar energia FV, mas com um rendimento menor do que se estivessem na situação ideal.
Ricardo Rüther; Isabel Salamoni 5 A SITUAÇÃO ATUAL DO BRASIL PARA A APLICAÇÃO DOS SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS INTEGRADOS A EDIFICAÇÕES URBANAS E INTERLIGADOS À REDE ELÉTRICA Atualmente, a geração de energia elétrica por FRE no Brasil vem passando por uma nova fase, mas, mesmo o país já tendo dado início à sua consecução, principalmente por meio do PROINFA, e tendo um vasto potencial para a aplicação desse tipo de energia, a tecnologia solar FV não tem sido contemplada e incentivada de forma clara pela legislação em vigor. Os altos custos envolvidos na implantação dos sistemas FV aliados ao desconhecimento das vantagens e do potencial dessa FRE, bem como a falsa percepção de que a geração FV somente é interessante para aplicações em pequena escala, são fatores que explicam o porquê da não exploração dessa forma de geração num país tropical e com altos níveis de irradiação solar. Mesmo já tendo dado início ao incentivo às FRE e tendo um vasto potencial para a sua aplicação, a legislação atualmente em vigor e que rege a produção, transmissão e distribuição de energia elétrica no Brasil não prevê, em detalhe, os sistemas FV interligados à rede elétrica. No arcabouço legal vigente, é possível instalar e comercializar a energia FV tanto no Ambiente de Contratação Regulada (ACR) quanto no Ambiente de Contratação Livre (ACL), embora não faça sentido comercializar essa energia no ACR, pelo seu elevado custo. Assim, a forma atualmente mais viável e simplificada para comercializar a energia FV é por meio do ACL. Nesse mercado, os geradores solares FV de até 5.000 kwp (Resolução Normativa da ANEEL 112/1999) podem operar e a energia gerada por essas instalações pode ser comercializada livremente em contratos bilaterais. O desafio passa então a ser a identificação de consumidores especiais ou consumidores livres que estejam dispostos a pagar um preço diferenciado por uma energia diferenciada (ANEEL, 2009). Devido ao seu ainda elevado custo, quando comparado com as fontes convencionais de geração de energia, o uso dessa tecnologia é tido como viável apenas para países ricos ou, no caso dos países em desenvolvimento, para aplicações em áreas isoladas. Esse fato representa uma forte barreira para a disseminação da tecnologia FV no Brasil. Apesar de os custos da energia FV ainda serem altos, quando comparados a outras fontes de geração, esse quadro vem se revertendo. Os custos de produção dessa tecnologia vêm mostrando um decréscimo significativo desde o início de sua utilização para aplicações terrestres, em 1970 (POPONI, 2003); (KESHNER; ARYA, 2004); (HOFFMANN, 2006). Ao mesmo tempo, não há nenhuma estimativa de redução dos custos da geração convencional para o consumidor final. De acordo com as estimativas de crescimento das tarifas de energia convencional e com as previsões de redução de custos dos sistemas FV, ambas as curvas se cruzarão na próxima década e a geração FV será então competitiva com a geração convencional (paridade tarifária). Portanto, a partir do momento em que houver a paridade tarifária entre a geração convencional e a geração FV, a utilização dessa fonte renovável de energia poderá não somente auxiliar na diversificação da matriz energética nacional, mas também trazer benefícios econômicos, sociais e ambientais ao país. Estudos indicam que, de acordo com os elevados índices de irradiação em todo o território nacional e com as elevadas tarifas residenciais de energia elétrica, a assim chamada paridade tarifária entre a geração solar e as fontes convencionais de geração de eletricidade deverá ocorrer no Brasil na próxima década. Neste contexto, urge a adoção de um programa de incentivo à adoção da tecnologia, para que a experiência necessária à sua adoção em grande escala possa ocorrer de forma ordenada e com o máximo benefício a partir do momento em que a paridade tarifária seja atingida (SALAMONI, 2009). A questão é que, sem um mecanismo de incentivo que estimule a produção em série e a competitividade dessa fonte, torna-se mais difícil encontrar consumidores livres ou especiais que vejam vantagem em consumir uma energia limpa que ainda apresenta um custo elevado. O incentivo à produção de tecnologia nacional e a iniciativa de projetos privados e governamentais poderia resultar na diminuição do custo e, dessa forma, incentivar a proliferação dessa fonte. No Brasil, um programa residencial de incentivo seria de grande importância para que todos os setores envolvidos acumulassem experiência e desenvolvessem escalas para que, com a chegada
O potencial dos setores urbanos brasileiros para a geração de energia solar fotovoltaica de forma integrada às edificações da paridade tarifária, houvesse uma transição ordenada e efetiva para os sistemas FV. Um programa nesses moldes aplicado no Brasil poderia ser limitado a 10 anos na aceitação de novos entrantes até um limite na escala do GWp e com pagamento de tarifas prêmio por 20 ou 25 anos em condições que remunerassem o investimento de forma satisfatória. Assim, não somente poderia viabilizar a tecnologia FV em grande escala no Brasil como prepararia o sistema elétrico brasileiro para a situação da paridade tarifária a ser atingida na próxima década (RÜTHER et al., 2008). 6 CONCLUSÕES As edificações brasileiras apresentam um grande potencial para a integração de sistemas solares FV, sejam estes localizados nas coberturas daquelas ou utilizados para substituir janelas e até mesmo elementos de revestimento. Os setores residenciais do Brasil possuem uma grande área de cobertura disponível para a integração dos sistemas solares FV. Nesses setores, as edificações têm área de cobertura suficiente para que os sistemas gerem mais energia do que a consumida, podendo exportar o excedente de energia para outras áreas. Assim, os setores residenciais brasileiros poderiam funcionar como miniusinas geradoras, que auxiliariam na sobrecarga da rede em algum setor com pico de consumo diurno e que não possua área de cobertura disponível para a integração dos sistemas. Já os setores centrais apresentam uma área de cobertura mais limitada para a integração de um sistema FV autossuficiente, em termos de geração de energia. Por outro lado, por esses setores apresentarem um pico de consumo diurno, coincidente com o da geração solar. A geração solar FV atinge valores máximos, principalmente em períodos de calor intenso, onde a demanda energética nestas edificações aumenta de forma acentuada em conseqüência da utilização intensa de aparelhos de ar-condicionado, devido a que nestes horários, ocorre uma maior incidência solar. Dessa forma, qualquer energia injetada nessas áreas poderá trazer benefícios à concessionária local. Vários são os fatores que influenciam no rendimento de um sistema FV. Dentre eles podem ser destacados a orientação, a inclinação e o sombreamento dos módulos FV. A situação que favorece o máximo rendimento do sistema são os módulos FV orientados ao norte, com inclinação igual à latitude local e sem sombreamento. Como nem sempre isso é possível em termos de funcionalidade de projeto e por questões estéticas, recomenda-se que, na fase inicial do projeto arquitetônico, seja consultado o ábaco do potencial de geração anual FV em função do ângulo e do azimute, bem como as áreas de sombreamento ao longo do dia. Dessa forma, será possível integrar os módulos FV em áreas que permitam um melhor rendimento do sistema. O Brasil é um país rico em FRE, principalmente no que diz respeito à energia solar FV. No entanto, pouco tem sido feito para promovê-la e, principalmente, para inseri-la na matriz energética nacional. Dentre os grandes empecilhos para a adoção da energia FV em grande escala, destacam-se o alto custo, o que muitas vezes torna o seu uso inviável, e o desconhecimento dos benefícios da utilização dessa FRE num país com dimensões continentais e com elevados índices de irradiação solar. O incentivo à produção de tecnologia nacional e a iniciativa de projetos privados e governamentais pode resultar na diminuição do custo e, dessa forma, incentivar a proliferação dessa fonte. O desenvolvimento dessas diretrizes para o fomento da geração FV no Brasil poderá trazer benefícios diretos, tais como: A inserção da tecnologia FV conectada à rede elétrica no Brasil, de forma a promover um maior e mais sustentável mix energético; O aumento da qualidade dos serviços energéticos, que poderão ser realizados tanto para sistemas isolados como para sistemas conectados à rede pública de distribuição; O favorecimento da utilização de recursos locais, contribuindo, consequentemente, para o desenvolvimento local; A contribuição para a criação de novos postos de trabalho; O reforço ou o abastecimento de energia em comunidades locais; A redução dos impactos sociais e ambientais oriundos da implantação de fontes convencionais de energia.
Ricardo Rüther; Isabel Salamoni Políticas para acelerar a aplicação das energias renováveis no mercado energético dos países em desenvolvimento, em especial no Brasil, poderiam seguir experiências que obtiveram sucesso nos países desenvolvidos. As experiências obtidas com as primeiras instalações seriam fundamentais para que os mesmos erros não fossem repetidos e para que melhores estratégias fossem adotadas. REFERÊNCIAS ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica, 2009. Disponível em: <www.aneel.org.br> BROGREN, M.; GREEN, A. Hammarby Sjostad-an interdisciplinary case study of the integration of photovoltaics in a new ecologically sustainable residential area in Stockholm. Solar Energy Materials and Solar Cells. Issue 3-4, v.75, p.761-765, 2003. BURGER, B.; RÜTHER, R. Inverter sizing of grid-connected photovoltaic systems in the light of local solar resource distribution characteristics and temperature. Solar Energy, Issue 1, v.80, p.32-45, 2006. HOFFMANN, W. PVsolar electricity industry: Market growth and perspective. Solar Energy Materials & Solar Cells, v. 90, p. 3285 3311, 2006. KESHNER, M. S., ARYA, R. 2003. Study of potential cost reductions resulting from super large scale manufacturing of PV modules. Disponível em: < http://www.nreal.gov> JANNUZZI, G. M. Power Sector Reforms in Brazil and its Impacts on Energy Efficiency and Research and Development Activities. Energy Policy, v. 33, p. 1753-1762, 2005. JARDIM, C. S.; RUTHER, R.; SALAMONI, I. T.; VIANA, T.; REBECHI, S. H.; KNOB, P. The strategic siting and the roofing area requirements of building-integrated photovoltaic solar energy generators in urban areas in Brazil. Energy and Buildings, v. 40, p. 365-370, 2007. JONES, D. L.; HATTERSLEY, L.; AGER, R.; KOYAMA, A. Photovoltaics in buildings:- BIPV projects. Londres: Department of trade and industry, 2000. NUPAC Núcleo de Pesquisas Antárticas e Climáticas. Disponível em: www.ufrgs.br/antartica/antartica-antartida.html> PEREIRA, E. B; MARTINS, F.R.; ABREU, S.L. e RÜTHER, R. Atlas Brasileiro de Energia Solar. Rio de Janeiro: INPE, 2006. POPONI, D. Analysis of diffusion paths for photovoltaic technology base don experiences curves. Solar Energy, v. 74, p. 331-340, 2003. REN21 Renewables 2008. Global Status Report, 2008. Disponível em: <http://www.ren21.net/pdf/re2008_global_status_report.pdf> RÜTHER, R. Edifícios Solares Fotovoltaicos: o potencial da geração solar fotovoltaica integrada a edificações urbanas e interligada à rede elétrica pública no Brasil. Florianópolis: Editora UFSC/LABSOLAR, 2004. RUTHER, R; SALAMONI, I. T.; MONTENEGRO, A. A.; BRAUN, P.; DEVIENNE, R. Programa de Telhados Solares Fotovoltaicos Conectados à Rede Elétrica Pública no Brasil. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO ENTAC, 12, 2008, Fortaleza. Anais... Fortaleza: ANTAC, 2008. p. 100-110. SALAMONI, I. T. Metodologia para cálculo de geração fotovoltaica em áreas urbanas aplicada a Florianópolis e Belo Horizonte. 2004. Dissertação (Mestrado pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2004.
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