GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA - Atividade 01

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Atividade 01:
Leia o trecho abaixo:
"A energia solar pode ser convertida diretamente em eletricidade utilizando-se das tecnologias de células fotovoltaicas. No atual estado da arte dessa tecnologia, ela encontra viabilidade econômica principalmente em aplicações de pequeno porte em sistemas rurais isolados (iluminação, bombeamento de água etc.), serviços profissionais (retransmissores de sinais, aplicações marítimas) e produtos de consumo (relógio, calculadora). Porém, sabe-se que o mercado fotovoltaico é ainda uma fração do que poderia ser" (REIS, 2011, p. 213).
REIS, L. B. Geração de energia elétrica. São Paulo: Editora Manole, 2011. 
A energia solar fotovoltaica é uma fonte promissora para o desenvolvimento da matriz energética brasileira. Indique quais as principais vantagens e desvantagens desse modelo, bem como os desafios para sua implementação e perspectivas para o futuro a ele relacionadas.
Resposta:
Vantagens da Energia Solar:
Não emite gases poluentes;
A usina solar é uma fonte de energia realmente sustentável, pois não emite nenhum tipo de gás poluente na atmosfera, tampouco gases que contribuem para o efeito estufa. Seu impacto ambiental é praticamente inexistente, uma vez que também não requer o desmatamento de áreas florestadas.
Vida útil longa, aproximadamente 25 anos;
O uso de usinas solares é realmente um investimento sólido, uma vez que podem continuar funcionando por mais de vinte e cinco anos, com custos de manutenção mínimos.
Baixo custo de manutenção;
Os custos para se manter uma usina solar fotovoltaica são muito reduzidos, quando comparados a outras fontes de energia. Manutenções podem ser feitas anualmente ou semestralmente e custam, aproximadamente, apenas 1% do valor do investimento realizado.
Ocupa pouco espaço;
Se o projeto for planejado adequadamente, as usinas fotovoltaicas são capazes de gerar grandes quantidades de energia em espaços relativamente pequenos. Isso também contribui para manter o seu impacto ambiental mínimo, diminuindo sua influência na fauna e flora locais.
Possibilidade de instalação em diversos lugares;
As usinas não precisam estar no mesmo lugar em que a energia será consumida, embora essa também seja uma possibilidade. Com a Geração Distribuída, a energia solar pode ser transferida para residências, estabelecimentos comerciais e indústrias mesmo a quilômetros de distância.
As usinas podem ser instaladas em locais que não tem acesso a rede de energia das concessionárias, como exemplos em comunidades afastadas, comunidades indígenas, comunidades ribeirinhas. 
Valorização do imóvel;
O Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos EUA, indicou em um estudo que um imóvel com energia solar passa por uma valorização de 4 a 6%.
Energia vinda de fonte gratuita;
Tecnologia que utiliza a luz do Sol como fonte de energia para gerar eletricidade e, portanto, possui a vantagem de ser uma energia gratuita, renovável, alternativa e limpa.
Gerando economia de até 95% na conta de luz e pagando-se em até 7 anos.
Energia solar é silenciosa;
A energia fotovoltaica também contribui para a diminuição da poluição sonora. Seu funcionamento é silencioso e discreto, evitando a produção de ruídos desagradáveis.
Fácil instalação;
O sistema fotovoltaico é muito fácil de se instalar. Apesar de exigir mão de obra qualificada, em apenas um dia, o seu sistema já estará montado e funcionando.
Gera empregos;
De acordo com a ABSOLAR, a energia solar pode gerar 11,6 milhões de empregos em todo o mundo até 2030, bem como é capaz de acelerar a recuperação econômica dos países no cenário pós-pandemia (covid-19). Dessa forma, investimentos na instalação de sistemas de energia renovável poderão gerar, em média, 29 milhões de empregos diretos e indiretos pelos próximos 10 anos, destacando-se 11,6 milhões de trabalhos apenas no setor de energia solar fotovoltaica, totalizando mais de 39% do total.
Equipamentos recicláveis;
Como os painéis solares são fabricados a partir de equipamentos como placas de vidro, elementos condutores e metálicos, bem como células fotovoltaicas, sua tecnologia permite que o seu material seja reciclado posteriormente, atingindo um total de 97% dos componentes que podem ser recuperados.
Sendo assim, é válido destacar que os materiais utilizados possuem facilidade no reaproveitamento, uma vez que os vidros das placas podem ser 100% reconstruídos, e também o alumínio, que pode ser até 90% reciclado. Além disso, o silício cristalino e os polímeros também possuem bons níveis de recuperação.
Desvantagens das Energia Solar:
Alto custo de aquisição;
Esse é um sistema muito sofisticado, que representa tudo de mais tecnológico em soluções de geração de energia elétrica sustentável e, por isso, seu preço pode ser um pouco mais elevado.
Ainda que esse sistema se pague em poucos anos após sua instalação, o alto valor de investimento inicial é uma desvantagem significativa para aqueles que têm orçamentos limitados.
As placas solares não são aproveitadas no período noturno;
Os painéis solares não funcionam a noite. Você produz energia durante o dia e se gerar mais do que está consumindo, esta energia vai para a rede da distribuidora que se transforma em créditos de energia que serão usados para abater o seu consumo da noite.
Falta de incentivos no Brasil;
Uma das principais desvantagens da energia solar no Brasil, é que a falta de incentivo fiscal do governo faz com que essa solução pareça pouco acessível. Entretanto para mitigar essas desvantagens o custo dessa tecnologia está em constante queda.
Baixa capacidade de armazenamento;
Em relação às demais fontes de energia alternativa, só é possível armazenar a energia solar em pequenas quantidades.
Anti-ilhamento;
O anti-ilhamento é causado pelo desligamento automático do sistema, quando há intervalo de energia na rede elétrica. Sendo assim, é possível que ocorram problemas técnicos no próprio inversor solar, visto que ele depende da rede para sincronizar a corrente.
Desse modo, em um sistema fotovoltaico conectado à rede (on-grid), existe a possibilidade de o isolamento da rede pública não ser detectado, ocasionando uma pausa no funcionamento, garantindo o corte do fornecimento de energia limpa.
Chuvas e dias nublados afetam o funcionamento;
A eficiência das usinas solares depende, em grande medida, da incidência da luz do sol para que a captação de energia seja completa. Por isso, dias nublados e chuvosos podem impactar sua performance.
Produz menos energia em relação as termoelétricas;
Apesar de serem uma solução mais sustentável que as termoelétricas, as usinas solares podem ser um pouco menos eficientes. Isso se dá porque a conversão de energia mecânica em energia elétrica ocorre de maneira mais simples e rápida.
Para sistemas que necessitam de baterias, o custo das baterias é muito alto;
Em sistemas que se opta ou se necessita de baterias, as baterias tem um custo muito alto e vida útil pequena.
Desafios na implementação da Energia Solar:
Alta do Dólar;
A alta do dólar, comumente, provoca um impacto geral na economia brasileira. Produtos adquiridos em moeda estrangeira sofrem grande aumento no custo do valor final. No mercado de energia solar, os maiores e melhores fornecedores de suprimentos estão localizados fora do Brasil. Os principais equipamentos fotovoltaicos (módulos e inversores) são importados da China.
Com o aumento do câmbio, consequentemente há elevação do preço do produto, desestimulando a compra no mercado consumidor. Outro fator, nesse cenário, é a diminuição do lucro das empresas.
Em contrapartida, vale dizer que o aumento do dólar também influencia o valor da energia elétrica, o que não inviabiliza o investimento em um sistema fotovoltaico. Com o crescimento do mercado de energia solar, fornecedores estrangeiros estudam investir em fábricas brasileiras. Isso influenciaria de forma direta a redução do preço e aumentaria a competitividade das empresas.
Eficiência do sistema;
eficiência do painel solar é medida pela porcentagem de energia da radiação do sol que o painel converte em energia elétrica por metroquadrado. Por exemplo, um painel com 20% de eficiência converte 20% de energia incidente no painel solar em 20% de energia elétrica.
Os painéis tradicionais são um grande desafio, uma vez que a eficiência atinge, em média, 33%, e a maior parte da radiação solar é desperdiçada. Estudos estão sendo realizados para melhorar a porcentagem da eficiência na conversão de energia. Os painéis fotovoltaicos, vale destacar, estão cada vez melhores nesse quesito, porém, ainda não são 100% eficientes.
Se houver baixa eficiência, um maior número de painéis solares será demandado, mesmo em pequenas instalações o que resultaria em um encarecimento do sistema. Lembre-se, também, que existem alguns fatores que influenciam a eficiência do sistema fotovoltaico, como a temperatura, a manutenção e o local de instalação dos painéis.
Custo inicial de instalação;
Para garantir a maior eficiência do painel solar, eventualmente, pode ser exigido um maior número de painéis para a geração de energia necessária para o consumidor. O custo com a instalação ainda pode ser bastante significativo para algumas pessoas.
O grande problema é que o mercado de energia solar quase não é divulgado por todo o território brasileiro. O sistema não é inclusivo e muitas famílias não têm acesso financeiro para a instalação.
O governo e as empresas privadas oferecem linhas de créditos para financiamento da instalação do sistema. Todavia, esse recurso ainda não atinge a todos. Por ser de grande porte e limitado, nem sempre é aprovado.
O retorno econômico somente será visto em longo prazo. Porém, vale observar que, em geral, o sistema tem durabilidade de até 25 anos e se mostra com um excelente custo-benefício em energia renovável.
Regulação governamental no mercado de sistemas solar;
A legislação sobre o uso de energia renovável vem se adaptando às alterações do mercado, com o intuito de incentivar o seu uso e a maior acessibilidade. O órgão regulamentador é a Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica), que estabelece as normas conforme a Lei nº 2427/1996.
Um dos maiores desafios do mercado de energia solar é o próprio governo, uma vez que existem vários projetos de lei que incentivam sua taxação. Alguns órgãos governamentais visam cobrar impostos de unidades consumidores que produzem energia própria.
Outro ponto importante é a falta de regulamentação precisa sobre o armazenamento de sistemas conectados à rede pública. O Inmetro (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia) também não regulamentou normas apropriadas sobre baterias de íons de lítio.
A falta de apoio do governo e a não divulgação do grande potencial da energia solar dificultam que um número maior de consumidores descubra as vantagens do setor. Com maiores investimentos no mercado e uma valorização da energia sustentável, a população brasileira seria a grande beneficiada.
Apesar de ser uma tecnologia inovadora, os desafios do mercado da energia solar podem ser vencidos. Com a provável estabilidade pós-pandemia, o segmento continuará crescendo em grande escala, e você terá boas oportunidades para investir em um recurso sustentável.
Perspectiva para o futuro:
O setor é bastante atrativo para os investidores. Estima-se que mais de R$ 20 bilhões serão investidos na geração de energia solar no Brasil até 2023. Além disso, segundo a ABSOLAR, há uma projeção de faturamento de aproximadamente R$ 100 bilhões em 2030.
O Brasil é signatário do acordo de Paris, que tem como principal objetivo a diminuição do aquecimento global. A meta estipulada para o Brasil, responsável por quase 3% da emissão de todo gás carbônico do mundo, é de reduzir em 37% essa emissão em 2025 e em 43% até 2030.
A principal tecnologia de conversão energética a ser investida será de painéis solares, seguida do coletor e do concentrador solar. Segundo informações da ANEEL, até 2024 serão mais de 800 mil sistemas OnGrid (conectados à rede de distribuição, o que traz grande economia para as contas de luz) instalados por todo país.
Até 2050, estima-se que metade de toda energia global seja oriunda das energias solar e eólica. Para se ter noção do quanto a expectativa de crescimento dessas fontes renováveis é alta, atualmente, essas duas fontes de energia correspondem apenas 7% do suprimento de energia do mundo.