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1 CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA ATIVIDADE EXTENSIONISTA II PESQUISA A RESPEITO DO USO DE DIFERENTES FORMAS DE PRODUÇÃO E CONSUMO ENERGIA MATIAS FERNANDES 2025 2 SUMARIO SUMARIO ...................................................................................................................................1 RESUMO ....................................................................................................................................3 OBJETIVOS .................................................................................................................................4 DESENVOLVIMENTO ..................................................................................................................6 CONCLUSÃO ............................................................................................................................12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA .................................................................................................14 3 RESUMO Entre as várias maneiras de fazer e usar energia elétri͏ca, é certo que ain͏da é a maneira menos suja que o mundo tem de energia. No entanto, muitas vezes as formas de gerar esta energia são poluídas e tê͏m algumas consequências. As͏ fontes novas de energia são boas alte͏rna͏ti͏vas para o crescimento sustentável de um país. Por isso,͏fizemos pesquisa͏s po͏r entrevista͏s, livros e documentos em casas e empresa͏s, e vimos que a energia solar é uma fonte de energia͏nova e sustentáv͏el que está ganhando cada vez mais esp͏aço no merc͏ado brasileiro͏. Casas͏͏e empresas de todos os ta͏manhos estão colocand͏o dinheiro em sistemas foto͏voltaicos para produzir sua própria energia o que pode trazer economia nos͏ custos com redução da emissão dos͏ gases poluentes. O investimento inicial pode ser grande mas͏͏os͏custas se pa͏g͏a͏m em poucos anos. 4 INTRODUÇÃO A energia elétrica é o principal foco de energia do mundo, feita a partir do vigor elétrico de dois locais em um fio. Ela pode ser alcançada a partir de várias fontes, como água, ar, combustíveis, núcleos pequenos, e mais. Vivemos em um mundo tecnológico que funciona com energia elétrica e sabe-se que a energia elétrica é necessária na maioria das ações das pessoas e é muito importante para a sociedade, além de que muitos ramos precisam dela para operarem, em nossos lares, no comércio e na indústria. Ao longo dos anos vem acontecendo uma evolução por conta da sustentabilidade, pelo fato de motores a combustão poluírem o meio-ambiente. A evolução é empolgante, afinal o nível de poluição das máquinas elétricas é mínimo, porém, devemos focar na energia elétrica e seus métodos de geração. Existe formas renováveis e não renováveis de gerar energia elétrica, conforme cita Gustavo Henrique Mendonça (2023,n.p) “As energias renováveis são provenientes da água, do Sol, do vento, da biomassa etc. Já as não renováveis são o petróleo, o gás natural e o carvão mineral.” A energia solar é uma destas fontes de energia renovável e sustentável que vem ganhando cada vez mais espaço no mundo. É uma fonte de energia limpa, que não emite gases poluentes, como o CO2. A energia solar pode ser utilizada para gerar eletricidade, aquecimento de água ou para outros fins. “A energia fotoelétrica é a geração de energia elétrica a partir da luz. As células solares são dispositivos que convertem a luz em energia elétrica. Elas são compostas por materiais semicondutores, como o silício onde são usados para gerar energia elétrica. “(OLIVEIRA, Paulo Sérgio de. Energia Solar Fotovoltaica. 1. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2019.) O resultado da͏energia fotoelétrica é uma fonte de energia renova͏vel e sustentá͏ve͏l. A luz do͏sol é uma fon͏te de energia abundante e não acabável. Além disso, a energia foto͏e͏léctrica não solta gases nocivos, o͏que ajuda a diminuir a poluição e o aquec͏imento globa͏l. 5 OBJETIVOS O objetivo desta pesquisa é aplicar os conhecimentos adquiridos na fase inicial do curso de Engenharia Elétrica, com ênfase na Atividade Extensionista II. O estudo será desenvolvido com foco local (bairro/cidade), abrangendo os setores residencial e empresarial, considerando tanto a geração tradicional de energia quanto as fontes renováveis. A pesquisa será conduzida por meio de levantamento de dados obtidos através de entrevistas com especialistas, consumidores, moradores e empresários de cidades vizinhas da região do Vale do Taquari. Dentre os objetivos específicos, busca-se: Avaliar o potencial de utilização da energia fotovoltaica na região, analisando fatores como a incidência de luz solar, o consumo de energia no bairro/cidade e o custo da energia solar. Identificar os principais fatores que influenciam a adoção da energia fotovoltaica, incluindo o nível de conhecimento da população sobre essa tecnologia, custos envolvidos, políticas públicas de incentivo e preferências dos consumidores. Promover a conscientização sobre a importância da energia solar como alternativa sustentável e economicamente viável para a região. 6 DESENVOLVIMENTO Sabe-se que a energia elétrica é a forma menos poluente que o mundo tem de energia, porém existe várias maneiras de gerar esta energia, e por mais que a energia elétrica não seja poluente, muitas vezes as formas de gerarmos são poluentes e tem algumas consequências. Neste trabalho sobre matrizes elétricas abordaremos as distintas formas de gerar energia elétrica e comparar as formas que o mundo e o Brasil usam hoje em seus percentuais. Analisaremos os dados da região em que residimos, para termos uma noção de qual direção estamos seguindo. Ao somarmos o percentual de matriz elétrica renovável em escala mundial, temos aproximadamente 29% de energia renovável e 71% de energia não renováveis conforme a Figura 1. Figura 1 - Matriz elétrica mundial Fonte: Empresa de Pesquisa Energética (2023) O Brasil é uma referência em produção de energia elétrica, de acordo com a Figura 2, temos aproximadamente 84% de geração de energia elétrica renovável e 16% de geração de energia elétrica não renovável. 7 Figura 2 - Matriz elétrica brasileira Fonte: Empresa de Pesquisa Energética (2023) A energia fotoelétrica é uma tecnologia com grande potencial de crescimento. A expectativa é que a energia fotoelétrica se torne uma das principais fontes de energia do mundo nas próximas décadas. Isso é devido a medida que os custos da tecnologia diminuem e a eficiência das células solares aumenta, a energia fotoelétrica deve se tornar uma fonte de energia mais importante. De acordo com dados da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), até o final de 2022, a potência instalada de sistemas fotovoltaicos no Vale do Taquari, no Rio Grande do Sul, era de 140,2 megawatts (MW). Este valor representa um crescimento de 100% em relação ao final de 2021.A maior parte da potência instalada de sistemas fotovoltaicos no Vale do Taquari está no setor residencial, com 65,3 MW. O setor empresarial responde por 37,6 MW, e o setor público, por 17,3 MW. Os municípios com maior potência instalada de sistemas fotovoltaicos no Vale do Taquari são eles: Lajeado: 41,7 MW; Encantado: 24,4 MW; Santa Cruz do Sul: 16,5 MW; Novo Hamburgo: 12,9 MW e Estrela: 10,6 MW. Em uma matéria publicado dia 14 de janeiro de 2023 no site do jornal A HORA passa a informação que no vale do taquari, RS soma 16.2 Mil usinas fotovoltaicas e justifica que cresceu quase 2000% em 5 anos e mostra o grafico da figura 3 mostra numeros de unidades fotovoltaicas por cidades do vale do Taquari Figura 3 – Unidades fotovoltaicas por cidades do vale do Taquari . 8 Cidades vale do taquari Fonte: Materia do site do Jornal A HORA (2023) O crescimento da energia fotovoltaica no Vale do Taquari é impulsionado por uma série de fatores, incluindo: Abundância de luz solar: o Vale do Taquari é uma região com alta incidência de luz solar, o que torna a energia fotovoltaicauma opção eficiente. Redução dos custos: os custos da energia fotovoltaica têm diminuído significativamente nos últimos anos, tornando-a uma opção mais acessível. A energia fotovoltaica oferece diversas vantagens para residências e empresas no Vale do Taquari, incluindo: Redução dos custos com energia elétrica: a energia fotovoltaica pode gerar uma economia de até 95% na conta de luz. Redução da emissão de gases poluentes: a energia fotovoltaica é uma fonte de energia limpa, que não emite gases poluentes. Melhoria da sustentabilidade: a energia fotovoltaica contribui para a redução da dependência de fontes de energia não renováveis. A energia fotovoltaica tem o potencial de contribuir para o desenvolvimento sustentável do Vale do Taquari, pois irá auxiliar na redução do consumo de energia elétrica tradicional e na 9 geração de energia limpa e renovável. Sabe-se que o Brasil é privilegiado pela riqueza hídrica, que corresponde 61,9% de energia renovável. No atual momento no Brasil a energia solar está em evidencia, empresas e cidadãos vêm investindo neste segmento em busca de economia, cinco empresas participaram de uma pesquisa, o questionamento envolvia o número de funcionários, qual é o segmento da empresa, a localização, o consumo mensal, o percentual da energia que vem da rede e de outros meios de geração e se existe a intenção de instalar algum sistema, se sim, qual forma de geração. A primeira empresa a responder o questionário foi a Neugebauer, localizada em Arroio do Meio - RS, geolocalização -29.403020128859982, -51.956776887978776, seu segmento é na fabricação de chocolates, o número de funcionários é aproximadamente seiscentos, com vinte e quatro horas diárias de produção, tem um consumo mensal de 1425000 kWh variando conforme as estações, pois a empresa é totalmente climatizada, existe instalação de geradores a combustão na empresa, porém é utilizado apenas para eventuais quedas de energia elétrica, utilizando praticamente 100% da energia da rede. Esta empresa não disponibilizou informações se existe a intenção de instalar algum sistema de geração elétrica. A segunda empresa a responder o questionário foi a Elux Engenharia, localizada em Lajeado - RS, geolocalização -29.458341502781234, -51.96626461907957, seu segmento é na montagem de quadros elétricos e prestação de serviços, tem aproximadamente trinta funcionários, o consumo mensal fica em torno de 1150kWh, a empresa propriamente não tem instalações de geração de energia, porém o proprietário possui uma geração fotovoltaica em outra localização que corresponde 90% do consumo total. Foi relatado que caso haja um aumento de consumo total, será ampliada a geração fotovoltaica. A terceira empresa a responder o questionário foi a Dália na unidade da incubação, localizada em Mato Leitão – RS, geolocalização -29.559184650796773, -52.11160310367386, seu segmento é na incubação de ovos férteis, tem aproximadamente vinte funcionários, o consumo mensal desta empresa é de 35000kWh, possui geração de energia a combustão na empresa, mas é utilizado apenas para eventuais quedas de energia, assim utilizando totalmente a energia da rede, existe intenção de um investimento em geração fotovoltaica, mas nada em um futuro próximo. A quarta empresa a responder o questionário foi a Êvie de Parfum na unidade da fábrica, localizada em Lajeado – RS, geolocalização -29.475500532732788, -52.00726590182541, seu segmento é na fabricação de aromas, tem aproximadamente treze funcionários e consome mensalmente 500kWh, possui geração elétrica fotovoltaica, que resulta em 15% da energia consumida da rede e 85% geração própria. A quinta empresa a responder o questionário foi a Nimec, na sua cede. Localizada em Estrela – RS, geolocalização -29.52884590573055, -51.93650481901906, seu segmento é no transporte e logística, tem aproximadamente quarenta funcionários e consome mensalmente 10 3900kWh, não possuem nenhum tipo de geração elétrica, mas existe o interesse da instalação de geração fotovoltaica. Também se estendeu esta pesquisa sobre o uso de diferentes formas de produção e consumo energia energético a residências, sendo assim: Primeira residência entrevistada na cidade Taquari, RS, bairro Passo do Juncal, interior s/n, geolocalização -29.664619846842637, -51.782991505482485, apresenta 4 integrantes na família com aproximadamente 250m² construídos entre casa e galpões, energia fornecida pela concecionária em conjunto possui um sistema de gerador fotovoltaico ON-Grid de 4.04KWp totalizando 8 painéis fotovoltaicos. Com projeção de geração média estimada em 469KWh mensal, esta residência está apresentando media de consumo mensal de 250KWh e com produção real de 3.77MWh/ano (314 KWh de média mensal entre novembro 2022 a novembro de 2023) onde esta média de produção está gerando um saldo acumulado positivo aproximado de 20% mensais (64 KWh/mês) apresentado um saldo atual de 1688KWh deste a instalação do sistema em Abril de 2022, segundo dados apresentados pelo propetario. Segunda residência entrevistada na cidade de Tabaí, RS , bairro Aterrados interior s/n, geolocalização -29.65377851841357, -51.77871521748013, apresenta 2 integrantes na família e que alem da casa de moradia possuem 2 aviários totalizando aproximadamente 2580m² construídos entre casa, aviários e galpões, energia bifásica fornecida pela concecionária e em conjunto possui um sistema de gerador fotovoltaico ON-Grid com 2 inversores bifásicos de 5KWp e não encontrou documento com projeção de geração média estimada em KWh mensal, esta residência está apresentando media de consumo mensal de 1800KWh e no momento não tinha mais informações de produção real de MWh/ano nem se saldo é positivo na concecionária. Terceira residência entrevistada na cidade de Tabaí, RS, bairro Aterrados interior s/n, geolocalização -29.6611812129734, -51.78254539824876, apresenta um integrante na família, somente a casa de moradia totalizando aproximadamente 80m² construídos, energia fornecida pela concecionária, não possui sistema de geração própria, esta residência está apresentando media de consumo mensal de 129KWh entre novembro 2022 a novembro de 2023 por dados apresentados pelo morador. Segundo o mesmo não tem projeção para colocar um sistema de geração de energia pois seu consumo é baixo e investimento seria bem alto. Quarta residência entrevistada na cidade Taquari, RS, bairro Passo do Juncal, interior s/n, geolocalização -29.651100896865923, -51.77736566211258, composta por 2 famílias, com 3 integrantes cada, com aproximadamente 350m² construídos entre 2 casas e galpões, energia fornecida pela concecionária e em conjunto possui um sistema de gerador fotovoltaico ON-Grid de 7.90KWp totalizando 14 painéis fotovoltaicos. Com projeção media de geração estimada em 605KWh mensal, estas duas residências somadas estão apresentando media de consumo mensal de 630KWh e com produção real de 5.71MWh/ano (476 KWh de média mensal entre Maio 2023 a novembro de 2023) onde esta média de produção está gerando um saldo “negativo” aproximado de 24.5% mensais (75.5 KWh/mês) estes sendo utilizados e pagos juntos com a taxa para a 11 concecionária segundo dados apresentados pelo propetario de uma das residências. Quinta residência entrevistada na cidade Tabaí RS, bairro Aterrados interior s/n, geolocalização - 29.665375910931324, -51.76705692467756, apresenta 4 integrantes na família, somente a casa de moradia totalizando aproximadamente 100m² construídos, energia fornecida pela concecionária, energia fornecida pela concecionária e em conjunto possui um sistema de gerador fotovoltaico ON-Grid de 4KWp totalizando 10 painéis fotovoltaicos. Com projeção media de geração estimada em 470KWh mensal, esta residência está apresentando media de consumo mensal de 394KWh e com produção real de 5.35MWh/ano (446.4KWh de média mensal entre novembro 2022 a novembro de 2023) onde esta média de produção está gerando um saldo “positivo” aproximado de 12.54% mensais(51.6KWh/mês) estes sendo acumulativos e com validade de 5 anos, segundo dados apresentados pelo propetario da residência. Em nossa pesquisa tivemos quase todos, se não todos os sistemas fotovoltaicos são do modo on- grid (conectado à rede), ou seja, é um sistema de energia solar que conectado à rede elétrica da distribuidora. Isso significa que, quando a energia solar não é suficiente para atender à demanda do imóvel, a energia da rede (concecionária) é utilizada. Em contrapartida, quando esta energia gerada pelos paineis não estiver sendo totalmente utilizada, essa energia é injetada na rede e o consumidor recebe créditos de energia para serem utilizados em períodos de menor produção solar. Entre os principais benefícios deste sistema dizem ser possível economizar até 95% da conta de luz e também é uma fonte de energia limpa e renovável, que ajuda a reduzir as emissões de gases de efeito estufa e o aquecimento global. Porem este sistema possui como maior desvantagem é que não é possível armazenar energia: o sistema on-grid não possui baterias, o que significa que não é possível armazenar a energia solar gerada para ser utilizada em períodos sem sol, também o investimento inicial em um sistema on-grid é maior do que em um sistema on- grid (isolados), que são utilizadas baterias para armazenamento do excedente de energia produzida este não é recomendado em áreas urbanas, tornando mais vantajosa a instalação de um sistema on-grid. Existem diferentes maneiras de visualizar as localizações dos parques de energia solar. Uma delas é usar um mapa de energia solar (Figura 4) que é uma ferramenta desenvolvida pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Esse mapa mostra a localização de todos os sistemas fotovoltaicos conectados à rede no Brasil, incluindo os parques de energia solar. 12 Figura 4 – Mapa de llocalização dos sistemas fotovoltaicos no Brasil. Mapa da ANEEL Fonte: Site da ANEEL (2023). 13 CONCLUSÃO Esta atividade permitiu realizar um estudo sobre o uso de diferentes formas de produção e consumo energia energético e chegamos a conclusão de que a energia fotovoltaica é uma fonte de energia renovável e sustentável que vem ganhando cada vez mais espaço no Vale do Taquari, no Rio Grande do Sul. No setor residencial, a energia fotovoltaica é uma opção viável para reduzir os custos com energia elétrica. No setor empresarial, a energia fotovoltaica pode contribuir para a redução da dependência de fontes de energia não renováveis e para a melhoria da imagem da empresa. Um dos principais fatores que contribuem para o crescimento da energia fotovoltaica no Vale do Taquari é a abundância de luz solar: o Vale do Taquari é uma região com alta incidência de luz solar, o que torna a energia fotovoltaica uma opção eficiente; Redução dos custos: os custos da energia fotovoltaica têm diminuído significativamente nos últimos anos, tornando-a uma opção mais acessível; Incentivos governamentais: o governo brasileiro oferece incentivos fiscais para a instalação de sistemas fotovoltaicos. A energia fotovoltaica oferece diversas vantagens para residências e empresas no Vale do Taquari, incluindo: Redução dos custos com energia elétrica: a energia fotovoltaica pode gerar uma economia de até 95% na conta de luz; Redução da emissão de gases poluentes: a energia fotovoltaica é uma fonte de energia limpa, que não emite gases poluentes; Melhoria da sustentabilidade: a energia fotovoltaica contribui para a redução da dependência de fontes de energia não renováveis e também em o potencial de contribuir para o desenvolvimento sustentável do Vale do Taquari, pois irá auxiliar na redução do consumo de energia elétrica tradicional e na geração de energia limpa e renovável. 14 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, ANEEL sinaliza novo recorde para expansão da geração em 2023. Disponível em https://www.gov.br/aneel/pt-br/assuntos/noticias/2023/aneel-sinaliza-novo-recorde-para-expansao- da-geracao-em-2023 A HORA Energia,Vale soma mais de 16.2 Mil usinas fotovoltaicas. Disponível em https://grupoahora.net.br/conteudos/2023/01/14/vale-soma-mais-de-162-mil-usinas-fotovoltaicas/ #:~:text=Essas%20unidades%20somam%20mais%20de%20146%20mil%20quilowatt,unidades %20geradoras%20com%20capacidade%20de%2024%2C4%20mil%20kW AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, ANEEL sinaliza novo recorde para expansão da geração em 2023. Disponível em https://www.gov.br/aneel/pt-br/assuntos/noticias/2023/aneel-sinaliza-novo-recorde-para-expansao- da-geracao-em-2023 EPE - EMPRESA DE PESQUISA ENERGETICA, Matriz energética e elétrica. Disponível em: https://www.epe.gov.br/pt/abcdenergia/matriz-energetica-e-eletrica MUNDO DA EDUCAÇÃO, Fontes de energia. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/geografia/fontes-energia.htm PORTAL SOLAR, Sistema solar on-grid (conectado à rede) Disponível em: https://www.portalsolar.com.br/sistema-solar-conectado-a-rede-on-grid https://www.gov.br/aneel/pt-br/assuntos/noticias/2023/aneel-sinaliza-novo-recorde-para-expansao-da-geracao-em-2023 https://www.gov.br/aneel/pt-br/assuntos/noticias/2023/aneel-sinaliza-novo-recorde-para-expansao-da-geracao-em-2023 https://grupoahora.net.br/conteudos/2023/01/14/vale-soma-mais-de-162-mil-usinas-fotovoltaicas/#%3A~%3Atext%3DEssas%20unidades%20somam%20mais%20de%20146%20mil%20quilowatt%2Cunidades%20geradoras%20com%20capacidade%20de%2024%2C4%20mil%20kW https://grupoahora.net.br/conteudos/2023/01/14/vale-soma-mais-de-162-mil-usinas-fotovoltaicas/#%3A~%3Atext%3DEssas%20unidades%20somam%20mais%20de%20146%20mil%20quilowatt%2Cunidades%20geradoras%20com%20capacidade%20de%2024%2C4%20mil%20kW https://grupoahora.net.br/conteudos/2023/01/14/vale-soma-mais-de-162-mil-usinas-fotovoltaicas/#%3A~%3Atext%3DEssas%20unidades%20somam%20mais%20de%20146%20mil%20quilowatt%2Cunidades%20geradoras%20com%20capacidade%20de%2024%2C4%20mil%20kW https://www.gov.br/aneel/pt-br/assuntos/noticias/2023/aneel-sinaliza-novo-recorde-para-expansao-da-geracao-em-2023 https://www.gov.br/aneel/pt-br/assuntos/noticias/2023/aneel-sinaliza-novo-recorde-para-expansao-da-geracao-em-2023 https://www.epe.gov.br/pt/abcdenergia/matriz-energetica-e-eletrica https://mundoeducacao.uol.com.br/geografia/fontes-energia.htm https://www.portalsolar.com.br/sistema-solar-conectado-a-rede-on-grid CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER ESCOLA BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA ATIVIDADE EXTEN 2025 SUMARIO RESUMO OBJETIVOS DESENVOLVIMENTO CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA