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CENTRO UNIVERSITÁRIO ANHANGUERA DE NITERÓI
Trabalho de Conclusão de Curso – TCC / 2020-1
ENGENHARIA ELÉTRICA
INTRODUÇÃO
OBJETIVOS
RESULTADOS E CONCLUSÃO
RA 166346111043 ALUNO
Victor Renan Da Silva Dutra
ORIENTADOR 
Elisabete G. M. de Castro, Margareth Nunes Silva
TÍTULO DA PESQUISA
ENERGIA SOLAR EO SISTEMA FOTOVOLTAICO
Com o aumento da população ao longo dos anos, há uma maior necessidade de consumo da energia elétrica no mundo. O 
consumo de eletricidade em larga escala, faz com que a busca por fontes de energia renováveis seja universal, pois elas 
não dependem de combustíveis, mas de fontes de energias que são encontradas na natureza, e uma delas é a energia 
solar. 
Uma das maiores vantagens da geração de energia solar é ser um recurso energético renovável e é um dos recursos com 
praticamente zero de emissão de gases na atmosfera, não contribuindo para o aquecimento global. Além de ajudar a reduzir 
significativamente as contas de energia elétrica a longo prazo. Utilizar esse tipo de energia que não perturba o equilíbrio 
ambiental, pode ser um grande desafio em nível global. 
A energia solar é uma fonte alternativa de energia ecologicamente e economicamente eficiente, mas pouca utilizada, devido 
ao alto custo inicial. Em algumas partes do mundo já se comprova que é um recurso energético sustentável, 
economicamente benéfico para os consumidores, e que poder levar eletricidade em regiões, cuja rede de distribuição 
convencional não chega. É instalado sistemas fotovoltaicos, cuja geração de energia tem um custo mais baixo, mesmo com 
o valor de investimento inicial elevado é muito vantajoso, pois o sol é sua fonte principal. 
Um dos pontos mais importantes nos debates é a questão da sustentabilidade e como pode-se reduzir os poluentes e os 
impactos que tem sobre o planeta. O Brasil é um dos países que tem um enorme potencial energético para a produção de 
energia elétrica a partir da energia solar fotovoltaica. 
Este trabalho se justifica por ser vista como forma de alternativa viável na produção de uma energia pura limpa, além de 
renovável, sustentável, para suprir a demanda mundial de energia elétrica é cada dia maior a busca por produtos que 
substitua ou complemente a utilização de combustíveis fósseis, que têm impactos relevantes no meio ambiente. Essa 
tecnologia de eficiência de energia apresenta uma solução alternativa para a produção de energia no Brasil. Tendo em vista 
promover a diminuição expressiva do uso de outras fontes de energia não renováveis. Além de ser capaz de aplicar 
facilmente às necessidades energéticas dos seres humanos e do planeta, vem como forma de encontrar uma maneira 
melhor de resolver o problema do suprimento global de energia sem prejudicar o meio ambiente Neste contexto se faz 
preciso estabelecer incentivos à implementação do sistema solar fotovoltaico, por meio dos painéis fotovoltaicos para 
produção de energia elétrica a ser distribuída, aumentando assim a eficiência do sistema elétrico. 
Sendo a energia solar fotovoltaica uma energia sustentável, além de reduzir a zero o valor no consumo da mesma, tem 
como problema de pesquisa “o que pode ser feito para que todos tenham acesso a esse tipo de energia elétrica? 
Este estudo tem como objetivo geral reconhecer a eficiência do sistema fotovoltaico e o quanto os impactos sobre o meio 
ambiente podem ser reduzidos; e como objetivos específicos: conceituar a energia solar fotovoltaica; analisar alguns 
modelos de energia solar existentes no mercado, tal como suas características e identificar os pontos positivos e negativos, 
além de compreender como a energia solar fotovoltaica pode reduzir os impactos ambientais. 
Foi apresentada uma Revisão de literatura através de consultas ao Google Acadêmico apresentando contextos sobre a 
energia solar e o sistema fotovoltaico, sendo constituído de leitura e análise da temática proposta. A metodologia adotada 
está relacionada a uma pesquisa descritiva e qualitativa, onde são priorizados os conhecimentos, descrendo conceitos, 
estratégias, expectativas, pontos positivos e negativos, com uma abordagem de revisão de literatura, constando alguns 
autores como: UDAETA (1997), JANNUZZI (2009) e LEITE (2005), dentre outros que abordam o tema. A busca foi ilimitada 
para os artigos publicados no ano de 1997 a 2020. E tem como Palavra-Chave: Fontes de Energia; Sistema fotovoltaico; 
sustentável; Eficiência; Energia Solar. 
A Energia solar fotovoltaico é uma das mais novas inovações tecnológica que vem ganhando espaço no mercado
energético, sendo ela mais econômica e sustentável do que outras fontes alternativas de energia. Neste contexto vem em
constante crescimento, com investimentos industriais, pessoais e governamentais.
O efeito fotovoltaico foi descoberto por acaso pelo físico francês Alexandre Edmond Becquerel em 1839, ao observar em um
primeiro momento o paramagnetismo do oxigênio líquido. Naquele momento ao conduzir experiências electroquímicas,
quando observou que a exposição à luz de eléctrodos de platina ou prata se originava o efeito fotovoltaico. (IST, 2004).
Adams e o seu aluno Richard Day, em 1877 desenvolveram o primeiro dispositivo sólido de fotoprodução de eletricidade,
cujo filme de selénio incorporado em um substrato de ferro, onde um filme de ouro muito fino servia de contato frontal, e o
mesmo tinha uma eficiência de conversão próximo a 0,5%. Anos depois Charles Fritts construiu as primeiras células solares,
cujos dispositivos que tinham como base o selénio que ficava entre camadas finíssimas de outro e outro metal na célula de
área grande, além de duplicar essa eficiência em 1%. (IST, 2004). Inicialmente com problemas técnicos, as primeiras células
fotovoltaicas foram realizados estudos e estas foram superada pela química com Fuller, que dopou silício inicialmente com
arsénio e a seguir com boro, obtendo um resultado de eficiência recorde de aproximadamente 6%. (IST, 2004). Em uma
reunião da National Academy of Sciences, realizada anualmente, em Washington, a primeira célula solar foi apresentada
formalmente e em 25 de abril de 1954, em uma conferência de imprensa foi anunciada. Um ano depois viu sua primeira
aplicação. Na Figura 1 pode-se observar a primeira célula solar capaz de gerar eletricidade. (BRAGA, 2008).
Figura 01 Com a existência de muitos materiais semicondutores que são próprios para a
conversão fotovoltaica, estudos vem sendo realizados para apropriarem essa tecnologia,
pois a eletricidade solar fotovoltaica vem sendo considerada uma tecnologia energética
promissora. Sendo uma das fontes de energia renovável mais abundante na geração de
energia elétrica. (BRAGA, 2008).
Para Rocha et al., (2014), a radiação solar média do Brasil chega por volta de 2500
horas/ano (Figura 2), e sua característica é o clima tropical. Nesse contexto, a energia
solar fotovoltaica é bem mais viável na geração de energia elétrica, principalmente em
regiões, cuja redes de distribuição ainda não chegam. Um dos fatores principais é a
preservação do ambiente, que é ignorado por muitos, não levando em consideração o
quanto pode ser vantajoso em relação a conscientização e sociocultural, na utilização de uma energia mais sustentável e
econômica. Na Figura 2 é possível verificar os níveis de radiação do Brasil.
Com a crise referente a energia vem sendo utilizado uma complementação afim de que melhore as condições da energia
distribuída, principalmente que seja uma energia limpa, que não emita poluentes ao ambiente, além de ser inesgotável e
poder ser consumida nas residências, empresas e estabelecimentos comerciais. A energia solar fotovoltaica veio para esse
fim por possuir muitas características favores a geração de energia. Alguns aspectos devem ser considerados antes que
seja feita a escolha por tal sistema, pois às vezes a falta de informações dos consumidores e uma política de incentivo
adequada são alguns dos desafios a serem vencidos (NASCIMENTO, 2004).
Segundo a Agência Nacionalde Energia Elétrica - ANEEL (1998), o responsável por aproximadamente 20% do consumo de
energia do país é na hora do pico, entre as 18h e 20h, com a utilização de chuveiros que são um dos eletrodomésticos que
mais consomem energia. Sua substituição por aquecedores solares possibilitaria que fosse reduzido a conta de energia
residencial. As vantagens que a energia solar possui são inúmeras, principalmente na diminuição da demanda pela energia
do sistema das redes convencionais, fazendo com que não seja necessário a construção de barragens e usinas
termelétricas e nucleares, que causam grande danos ao planeta, sendo assim a energia solar veio, juntamente com a
evolução tecnológica, para ser uma fonte de energia renovável e limpa, além de não produzir resíduos poluentes.
A energia solar fotovoltaica é obtida por meio da conversão direta da luz em eletricidade – é o que se chama efeito
fotovoltaico. No ano de 1839, Edmond Becquerel afirmou sobre o fenômeno, quando surgiu nos extremos de uma estrutura
de um material semicondutor uma diferença de potencial elétrico, correspondente a uma incidência de luz, sabendo que no
processo da conversão de energia radiante em elétrica a unidade essencial é a célula (NASCIMENTO, 2004). No globo
terrestre o silício é o segundo componente mais encontrado, com a produção das células fotovoltaicas, chega a marca de 60
megawatt-pico (Mwp), ele é coletado de várias formas como: monocristalino, policristalino e amorfo como mostra a Figura 3.
Apesar de que outros materiais já vêm sendo testados nessa aplicação, como as células de filmes finos, onde no processo
de fabricação o custo é menor, no entanto sua eficiência é baixa se comparada as de silício. Em produtos que tem baixo
consumo, sua aplicação é bem aceita.
Figura 02 Figura 03
Nas áreas urbanas, a aplicação da energia fotovoltaica, o sistema fotovoltaico é interligado a rede pública, sendo um
complemento a mesma. A configuração desse sistema não precisa de armazenamento local e atender a toda demanda, pois
seu aproveitamento é quase total, se houver excesso na geração de energia é repassada a concessionária, o que gerará
crédito para o proprietário do sistema fotovoltaico. (ROCHA et al., 2014).
De acordo com Rocha et al., (2014), em 1956, foram produzidas as primeiras células fotovoltaicas. Tinha custo alto na
produção da mesma, fazendo com que não fosse tão viável para toda a população, sendo exclusivamente ofertada em
aplicações especiais, principalmente em sistema autônomo. No contexto, o custo não era um fator que limitava, mas as suas
características fizeram que as células fotovoltaicas era a forma mais certa e segura de produzir eletricidade no espaço.
Com a crise do petróleo em 1973, a energia solar se tornou mais interessante para o governo, pois com a possibilidade de
se esgotar as reservas petrolífera ficou maior a exploração de recursos naturais, onde eram usadas tecnologias avançadas e
em grande escala para a geração de energia, era muito mais importante alcançar o aumento econômico, do que qualquer
outra questão. Com o aumento da economia e da tecnologia eram vinculados ao crescimento de modo da oferta. (UDAETA,
1997).
Conforme a Agência Internacional de Energia - IEA (2011), A oferta de energia primária corresponde a 13% de fontes
renováveis e 87% são de fontes não renováveis. Ainda é predominante com os sistemas energéticos a utilização do
petróleo, carvão mineral e gás natural. Sabendo-se que a utilização da energia retiradas desses sistemas são altamente
poluidores do ambiente, pois com a emissões de gases, agravam cada vez mais o aquecimento global, principalmente por
afetar diretamente a atmosfera, surgindo preocupações, entre os países desenvolvidos, relacionadas as questões de
segurança energética e as mudanças no clima (UCZAI, 2012). No Brasil com a degradação de locais na floresta
Amazônica, para a construção de usinas hidrelétricas, onde são destruídos de forma desenfreada os recursos naturais
existentes ali, apesar do país ser muito rico em recursos naturais (FAVARETTO, 1997). Leite (2005), define a instalação
de hidrelétricas como grande causador dos impactos ambientais, principalmente na hidrologia, fauna, flora e no clima do
país, onde causa erosões e a retirada de grande parte da vegetação das margens dos rios e na sismologia, podendo ter
alterações na paisagem. Para Vanni (2008), a energia eletromagnética forma a energia solar, onde a mesma é gerada por
meio de reações nucleares, ela se propaga no espaço, incidindo na superfície terrestre; sua energia é superior a 10.000
vezes se comparada ao consumo da população mundial. Uma das grandes vantagens de se usar a energia solar é de ser
um sistema sustentável que não polui quando em atividade e por ser praticamente inesgotável. (BERLENGA, 2012). E
Mancilha (2013), aponta que seu custo de operação e pequeno, cuja manutenção é quase nenhuma, além de ser um
sistema silencioso, não degrada o ambiente. Seus painéis são bem resistentes ao clima.
Apesar de ser um sistema que inicialmente tem um custo elevado, devido ao investimento na instalação, esse 
investimento inicial é recuperado e a energia gerada chega a ser totalmente gratuita, fazendo com que é uma das fontes 
renováveis mais propensas a crescerem no futuro. (NETO; NUNES; SILVA, 2013). Salés (2008), afirma que uma parte 
correspondente a um milésimo da energia solar que recebe o Brasil durante o ano todo, equivale a 54% do petróleo 
utilizado no país, 2 vezes mais a energia gerada pelo carvão mineral e 4 vezes mais a energia produzida pela usina 
hidrelétrica. Mesmo com o obstáculo econômico, que impede a o crescimento da energia fotovoltaica, estima-se que no 
ano de 2020 tenha-se um crescimento neste setor da tecnologia, devido principalmente com o aumento da tarifa 
convencional, por causa da demanda, e também aos custos na aquisição de componentes fotovoltaicos que estão 
ficando mais baixos, pois a evolução é cada vez maior nos processos produtivos. (BENEDITO, 2009). Brasil de acordo 
com Jannuzzi (2009), é dono de um potencial duas vezes maior que o da Alemanha, que é um país considerado líder em 
capacidade ne geração de energia por meio dos sistemas fotovoltaicos. 
A população começa a tomar consciência da necessidade de sistemas mais sustentáveis na produção de energia, 
principalmente por causa das mudanças que ocorrem com o planeta devido ao mau uso de seus recursos. Basta se ter 
meios através da evolução de tecnologias cada vez mais ligadas as questões ambientais e cabe a cada um investir no 
sistema futuramente, pois ainda são poucos os consumidos que fazem uso do sistema solar fotovoltaico. (JANNUZZI, 
2009). 
xxxxxxxxxxxxx
Fonte – Google (2017) 
A energia solar fotovoltaica vem como uma forma de alternativa viável na produção de uma energia pura limpa, além de 
renovável, sustentável, pois a demanda mundial de energia elétrica é cada dia maior, devido a utilização de combustíveis 
fósseis, que têm impactos relevantes no meio ambiente. Essa tecnologia de eficiência de energia apresenta uma solução 
alternativa para a produção de energia no Brasil. Tendo em vista promover a diminuição expressiva do uso de outras 
fontes de energia não renováveis 
Os investimentos são essenciais para que haja pesquisas de modelos energéticos, onde o aproveitamento seja 
sustentável, que venham de fontes renováveis e até de fontes não renováveis. Além da energia solar fotovoltaica ser 
confiável e autossuficiente. Por isso ela se torna promessa de produção de uma energia limpa, se tornando uma 
alternativa que pode ser implementada no Brasil, que possui um grande potencial por ter uma irradiação boa para a 
geração de energia por meio da energia solar fotovoltaica. 
Além de ser capaz de aplicar facilmente às necessidades energéticas dos seres humanos e do planeta, vem como forma 
de encontrar uma maneira melhor de resolver o problema do suprimento global de energia sem prejudicar o meio 
ambiente. 
Buscando estimulara eficiência energética nacional e acelerar a implantação da geração distribuída nos estabelecimentos 
e residências a Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL publicou a Resolução Normativa n° 482/2012, que 
instaurou o sistema de compensação da energia elétrica, através do qual a energia que é injetada é cedida à distribuidora 
local, e em seguida é compensada no consumo de energia elétrica no sistema dessa mesma unidade consumidora. 
Deve-se estabelecer incentivos à implementação do sistema solar fotovoltaico, por meio dos painéis fotovoltaicos para 
produção de energia elétrica a ser distribuída, aumentando assim a eficiência do sistema elétrico. Projetos devem ser 
elaborados de forma que seus custos sejam compatíveis a toda a população, para que se tenha uma energia de melhor 
qualidade e inesgotável, com ajuda do governo. 
.
INTRODUÇÃO
RESULTADOS E CONCLUSÃO
OBJETIVOS
REFERÊNCIAS 
DESENVOLVIMENTO
ANEEL – AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. Energia Solar. 1998. Disponível em: 
<www2.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/03-Energia_Solar(3).pdf>. (Acessado em: 07 de mar. 2020 às 10h:30min.). 
ATP Solar, Entenda de maneira simples quais são os impactos ambientais da energia solar. 2017. Disponível em: 
<http://www.atpsolar.com.br/impactos-ambientais-da-energia-solar/>. (Acessado em: 07 de maio 2020 às 12h:15min.). 
BASTOS, Wislley da Silva. Estudo de Caso de um Projeto Fotovoltaico Integrado à Edificação. João Pessoa, 2018. 
Disponível em: <http://www.cear.ufpb.br/arquivos/cgee/TCC/TCC_-_Wislley_da_Silva_Bastos_-
_Vers%C3%A3o_Final.pdf>. (Acessado em: 20 abr. 2020 às 8h30min.). 
BARBOSA FILHO, Wilson Pereira; FERREIRA, Wemerson Rocha; AZEVEDO, Abílio César Soares de; COSTA, 
Antonella Lombardi; PINHEIRO Ricardo Brant. Expansão da energia solar fotovoltaica no Brasil: impactos 
ambientais e políticas públicas. 2015. Disponível em: 
<https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4663692/mod_resource/content/1/Solar.pdf>. (Acessado em: 21 abr. 2020 às 
11h:30min.). 
BELL LABS, 1954. Solstício Energia. Um pouco de história: A célula fotovoltaica faz 60 anos. 2014. Disponível em: < 
https://www.solsticioenergia.com/2014/04/25/celula-fotovoltaica-faz-60-anos/>. (Acessado em: 20 abr. 2020 às 
10h:30min.). 
BENEDITO, Ricardo da Silva. Caracterização da Geração Distribuída de Eletricidade por meio de Sistemas 
Fotovoltaicos Conectados à Rede, no Brasil, sob os Aspectos Técnico, Econômico e Regulatório. 2009. 110f. 
Dissertação (Mestrado em Ciências) - Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009. Disponível em: < 
https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/86/86131/tde-12082010-142848/publico/DissertRicardoBenedito.pdf>. 
(Acessado em: 20 de mar. 2020 às 20h25min.). 
BERLENGA, João Felipe. Ferreire. Estudo de viabilidade de uma instalação fotovoltaica num edifício existente. 
2012. 91f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, Lisboa, 2012. 
Disponível em: < https://core.ac.uk/download/pdf/47131602.pdf>. (Acessado em: 20 de mar. 2020 às 20h25min.). 
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<https://programaintegradoronline.com.br/wp-content/uploads/2016/03/Livro-Digital-de-Introdu%C3%A7%C3%A3o-aos-
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(On Grid): O Guia 100% Completo. 2017. Disponível em: <https://blog.bluesol.com.br/sistema-fotovoltaico-conectado-a-
rede-on-grid/>. (Acessado em: 20 abr. 2020 às 20h.20min.). 
______Energia Solar e Os Impactos Ambientais no Uso da Tecnologia Fotovoltaica. 2019. Disponível em: < 
https://blog.bluesol.com.br/energia-solar-impactos-ambientais/>. (Acessado em: 20 abr. 2020 às 10h.20min.). 
BMC Energia. Como Funcionam. 2020. Disponível em: <http://www.bmcenergia.com.br/como-funcionam>. (Acessado 
em: 20 abr. 2020 às 10h). 
BRAGA, Renata. Energia solar fotovoltaica: fundamentos e aplicações. 2008. Disponível em: 
<http://monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10001103.pdf>. (Acessado em: 20 abr. 2020 às 9h.). CENTRO 
DEREFERÊNCIA PARA ENERGIA SOLAR E EÓLICA SÉRGIO DE SALVO BRITO – CRESESB. Manual de engenharia 
para sistemas fotovoltaicos / Rio de Janeiro.Ed. Especial: PRC-PRODEEM. 2004. Disponível em: 
<http://www.cresesb.cepel.br/publicacoes/download/Manual_de_Engenharia_FV_2004.pdf>. (Acessado em: 20 abr. 
2020 às 9h:25min.). 
COSOL – A Variação de Radiação Solar – O Brasil oferece uns dos melhores níveis de insolação do mundo. Mercado 
da Geração Distribuída de Energia Renovável. 2015. Disponível em: < https://blog.cosol.com.br/radiacao>. (Acessado 
em: 07 de mar. 2020 às 11h25min.). 
ECO, Energias Renováveis. Sistemas Autônomos - Off Grid. 2016. Disponível em: <http://www.2eco.com.br/servicos-
2eco/sistemas-autonomos-off-grid>. (Acessado em: 20 abr. 2020 às 9h:30min.). 
ENERGIA SOLAR – Tipo de Células Fotovoltaicas. 2016. Disponível em: <https://pt.solar-energia.net/energia-solar-
fotovoltaica/tipos-celulas-fotovoltaicas>. (Acessado em: 07 de mar. 2020 às 11h25min.). 
A energia solar fotovoltaica é uma das fontes que mais tem sustentabilidade no mundo, mesmo assim ainda necessita de 
ter mais investimentos nessa área, pois possui somente 0,6% de toda matriz energética do Brasil. (EMPRESA DE 
PESQUISA ENERGÉTICA - EPE, 2015). 
Conforme Loppnow (2018), que em lugares, cuja irrigação é difícil no Brasil, a energia solar é 30% mais eficiente a 
produção de energia solar, se comparado a alguns outros países. Em relação ao ponto de vista financeiro e ambiental, 
pode-se considerar um crescimento da capacidade implantada, decorrendo em benefícios, principalmente em não emitir 
o dióxido de enxofre (SO2), óxido de nitrogênio (NOx) e dióxido de carbono (CO2), que contribuem para o aumento do 
aquecimento global e também a saúde da população, por ser gases altamente nocivos. 
A Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica – ABSOLAR, é o órgão que representa este setor, que procurar 
difundir e estimular uma fonte renovável que é sustentável, essencialmente nas questões ambientais, evitando a 
exterminação dos recursos naturais, não comprometendo que as gerações futuras venham a ter acesso a elas, além de 
disponibilizar uma tecnologia que se diferencie da matriz energética e que estimule os negócios e que gere mais 
economia. (LOPPNOW, 2018). Segundo Inatomi e Udaeta (2000), a geração de energia por meio hídricos faz com que 
aconteça um grande impacto ambiental, principalmente na construção das usinas hidrelétricas e após o decorrer da sua 
geração, o que faz com que a produção de eletricidade pode ficar oriunda de recursos hídricos, tendo pouca 
sustentabilidade e com a utilização de módulos fotovoltaicos, levando em conta que não precisa de uma área muito 
extensa, além de emitir um percentual mínimo de CO2. Neste contexto, no Brasil a implementação de sistemas 
fotovoltaicos irá possuir características que beneficiarão os investimentos que poderão vir a serem realizados, 
principalmente por ter um elevado nível de irradiação do sol e extensas reservas de quartzo, além de ser essencial 
alternar a matriz de energia elétrica por meio de outras fontes diferentemente das que já são exploradas no país. (LIMA 
et al., 2015).