Projeto Integrador I - A Utilização de Energia Fotovoltaica voltada para o consumo da População e Preservação Ambiental

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UNIVERSIDADE VIRTUAL DO ESTADO DE SÃO PAULO 
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 
 
 
 
 
GRUPO 5N.2 
BRUNO,ANA CRISTINA , RA 1825255 
PELICIA,DIEGO LUIZ DALCENO, RA 1834740 
JUVÊNCIO, LUIS GUSTAVO, RA 1820748 
 
 
 
 
PROJETO INTEGRADOR I 
 
A UTILIZAÇÃO DE ENERGIA FOTOVOLTAÍCA 
VOLTADA PARA CONSUMO DA POPULAÇÃO E 
PRESERVAÇÃO AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANHEMBI 2019 
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RESUMO 
 
 
O Sol, o astro rei, é a fonte de energia mais abundante e intensa ao alcance da 
Terra. Essa estrela é a principal responsável por praticamente todos os 
fenômenos e toda a vida encontrada no planeta Terra. A necessidade de se 
gerar energia acompanhou a evolução da raça humana e teve um pico quando, 
na Revolução Industrial, começou-se a queimar combustíveis fósseis para 
gerar energia. Essa Revolução trouxe consigo benefícios que a sociedade não 
poderia imaginar. A matriz energética cresceu de forma exponencial e as 
tecnologias acompanharam, evoluindo rapidamente para atender as 
necessidades das pessoas. Porém, com todo esse avanço, muitos fenômenos 
naturais foram agravados e problemas ambientais surgiram, gerando muitas 
complicações para os seres humanos. A energia elétrica, nos dias atuais, se 
tornou fundamental para a execução de basicamente todas as tarefas 
realizadas. Por isso, atualmente, investe-se muito em formas de geração de 
energia renováveis, ou seja, que agridem menos o meio ambiente, 
conseguindo, assim, satisfazer as necessidades da sociedade. Uma forma de 
energia renovável utilizada para geração de energia elétrica é a transformação 
da energia luminosa do Sol. As células fotovoltaicas são responsáveis por essa 
transformação e estão recebendo cada vez mais investimentos, pois é um meio 
de geração de energia completamente limpa, onde se utiliza uma fonte de 
energia inesgotável, se considerada a escala de tempo terrestre. Analisando o 
funcionamento, consegue-se observar que, se tornada mais acessível, essa 
tecnologia, as células fotovoltaicas, poderão gerar grande parte da matriz 
energética da Terra de uma maneira totalmente sustentável. 
 
 Palavras-chave: Energia solar, célula fotovoltaica, geração de energia 
elétrica. 
 
 
 
 
 
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ABSTRACT 
 
The Sun, the star King, is the most abundant source of energy and intense 
within reach of Earth. That star is the main responsible for practically all 
the phenomena and all life found on planet Earth. The need to generate 
power has followed the evolution of the human race and had a peak when, 
in the Industrial Revolution, began to burn fossil fuels to generate power. 
This revolution brought with it benefits that society could not imagine. 
The energy matrix grew exponentially and accompanied technologies, 
evolving rapidly to meet the needs of the people. However, with all this 
progress, many natural phenomena were aggravated and environmental 
problems have emerged, leading to many complications for humans. The 
electrical energy, in the present day, became fundamental to the 
execution of basically all tasks carried out. So, currently, invests in 
renewable forms of energy generation, harming less the environment, 
achieving thus meet the needs of society. A form of renewable energy 
used for electric power generation is the transformation of light energy 
from the Sun. 
Photovoltaic cells are responsible for this transformation and are getting 
increasingly investments because it is a way to completely clean energy 
generation, which uses a source of inexhaustible energy, if considered 
the terrestrial time scale. Analyzing the operation, it is possible to observe 
that, if made more accessible, this technology, photovoltaic cells, can 
generate a large part of the Earth’s energy matrix of a fully sustainable 
manner. 
 
Keywords: Solar energy, photovoltaic cell, electric Power generation. 
 
 
 
 
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ÍNDICE 
 
 
1. INTRODUÇÃO……………….......................................................................... 5 
2.COMO FUNCIONA A ENERGIA FOTOVOLTAÍCA................................…… 5 
3. EVOLUÇÃO DAS CÉLULAS FOTOVOLTAICAS...…….………………….... 6 
4. RENDIMENTO DE UM GERADOR FOTOVOLTAICO…….…………...……. 7 
5. PAINÉIS SOLARES FOTOVOLTAICOS………………...……………....……. 8 
6. DIAGNÓSTICO....................................………………..……….……...…….... 9 
7.SOLUÇÃO......................................................................................................10 
8.GRANDES INSTALAÇÕES SOLARES.........................................................12 
9.DISH STIRLING............................................................................................. 13 
10. CONCENTRADORES PARABÓLICO CILÍNDRICOS ”TROUGH”…....... 13 
11. CHAMINÉ SOLAR…………..................………………….……..…........…... 14 
12. ENERGIA SOLAR NO MUNDO………................…………...........….……. 15 
13. ENERGIA SOLAR NO BRASIL…………………………….………......….... 15 
14. ANÁLISE DAS VANTAGENS E DESVANTAGENS…..……..……….…… 16 
15.MÓDULOS BIFACIAIS SÃO A MAIS NOVA APOSTA PARA AUMENTAR 
A PRODUTIVIDADE DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS................................18 
16.MUDANÇAS NO DESENVOLVIMENTO E NA OPERAÇÃO DOS 
PARQUES........................................................................................................ 20 
17.A NOVA CARTA NA MANGA?.................................................................. 22 
18.ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA ULTRAPASSARÁ A MARCA DE 
3000 MEGAWTTS NO BRASIL EM 2019........................................................ 23 
19.DISCUSSÃO................................................................................................ 26 
20. CONCLUSÃO……………………………………….…….…….......………..... 28 
21. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS….………..….……………………....... 30 
 
 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
O sol é fonte de energia renovável, o aproveitamento desta energia tanto como 
fonte de calor quanto de luz, é uma das alternativas energéticas mais 
promissoras para enfrentarmos os desafios do novo milênio. A energia solar é 
abundante e permanente, renovável a cada dia, não polui e nem prejudica o 
ecossistema é a solução ideal para áreas afastadas e ainda não eletrificadas, 
especialmente num país como o Brasil onde se encontram bons índices de 
insolação em qualquer parte do território. De acordo com um estudo publicado 
em 2007 pelo Conselho mundial de Energia, em 2100, 70% da energia 
consumida será de origem solar. O objetivo do trabalho é apresentar as formas 
de aproveitar a energia solar na geração de energia elétrica. 
 
2. COMO FUNCIONA A ENERGIA FOTOVOLTAICA 
O EFEITO FOTOVOLTAICO 
O efeito fotovoltaico, que é a base da geração direta de eletricidade a partir da 
energia solar é conhecido desde de 1839, através de estudos realizados, 
Alexandre Edmond Becquerel (1820-1891). A utilização do efeito fotovoltaico 
para gerar eletricidade. baseia-se na propriedade de certos materiais existentes 
na natureza, denominados semicondutores, de possuírem uma banda de 
valência totalmente preenchida com elétrons e uma banda de condução 
totalmente vazia a temperaturas muito baixas. Quando os fótons da luz solar na 
faixa do espectro de radiação visível incidem sobre este material excitam 
elétrons da banda de valência enviando-os a banda de condução. A energia 
presente nos fótons é transferida para os átomos liberando estes elétrons com 
alta energia. Uma barreira consegue impedir que estes elétrons retornem a sua 
posição anterior podendo-se direcioná-los para um circuito elétrico, gerando-se 
uma tensão e uma corrente elétrica. O elemento semicondutor mais utilizado 
atualmente é o silício. Quando se adicionam impurezas como o fósforo ou 
como o boro, criam-se elementos de silício com excesso (tipo N) ou com falta 
de elétrons (tipo P). Esses elementos podem ser combinados em uma junção 
pn. Quando os elétrons em excesso do lado n são excitadospor fótons solares, 
atravessam a linha demarcatória formada na junção pn e são impedidos de 
retornar por uma barreira que se forma na junção. 
6 
 
Com isso os elétrons se acumulam do lado p tornando-o um pólo negativo 
enquanto o lado N torna-se um pólo positivo. Quando se interliga externamente 
os dois pólos, através de um fio condutor, há passagem de uma corrente 
elétrica que tende a equilibrar os dois pólos novamente. Se a incidência dos 
fótons solares sobre a superfície da célula é contínua a corrente elétrica se 
manterá, transformando a célula em um gerador de eletricidade. 
 
 
3. EVOLUÇÃO DAS CÉLULAS FOTOVOLTAICAS 
A primeira geração de células fotovoltaicas consiste numa camada única e de 
grande superfície p-n diodo de junção, capaz de gerar energia elétrica utilizável 
a partir de fontes de luz com os comprimentos de onda de a luz solar. Estas 
células são normalmente feitas utilizando placas de silício. A primeira geração 
de células constitui a tecnologia dominante na sua produção comercial, 
representando mais de 86% do mercado. 
A segunda geração de materiais fotovoltaicos está baseada no uso de películas 
finas de depósitos de semicondutores. A vantagem de utilizar estas películas é 
a de reduzir a quantidade de materiais necessários para produzi-las, bem como 
de custos. Atualmente (2006), existem diferentes tecnologias e materiais 
semicondutores em investigação ou em produção de massa, como o silício 
amorfo, silício poli-cristalino ou micro-cristalino, telúrico de cádmio, copper 
indium selenide/sulfide. Tipicamente, as eficiências das células solares de 
películas são baixas quando comparadas com as de silício compacto, mas os 
custos de manufatura são também mais baixos, pelo que se pode atingir um 
preço mais reduzido por watt. Outra vantagem da reduzida massa é o menor 
7 
 
suporte que é necessário quando se colocam os painéis nos telhados e permite 
arrumá-los e dispô-los em materiais flexíveis, como os têxteis. 
A terceira geração fotovoltaica é muito diferente das duas anteriores, definida 
por utilizar semicondutores que dependam da junção p-n para separar 
partículas carregadas por foto gestão. Estes novos dispositivos incluem células 
foto eletroquímicas e células de nano cristais. 
 
 
4. RENDIMENTO DE UM GERADOR FOTOVOLTAICO 
Vários parâmetros podem afetar o rendimento do conjunto de módulos solares 
fotovoltaicos, também denominado gerador fotovoltaico. O principal deles é o 
parâmetro radiação solar, que depende fundamentalmente da localização 
geográfica da instalação bem como de sua inclinação e orientação. A 
temperatura dos painéis o sombreamento parcial, o descasamento entre 
painéis, as resistências dos condutores e o estado de limpeza dos painéis 
também influenciam na performance do sistema gerador fotovoltaico. 
Os efeitos da inclinação e orientação dos painéis no rendimento do gerador 
dependem da razão entre a radiação direta e difusa locais. A inclinação e a 
orientação exata não são, no entanto, críticas, ao contrário de uma percepção 
freqüente de que módulos solares somente podem ser instalados em estruturas 
voltadas para o norte (sul no hemisfério norte), de preferência móveis para 
poder seguir o sol e que se assemelham mais a um satélite do que a um 
edifício. Para uma grande variedade de orientações possíveis pode-se atingir 
um incidência de mais 95% da radiação máxima. Esta afirmação somente é 
válida para uma superfície livre de obstruções. 
Sob certas condições, uma célula solar parcialmente sombreada pode vir a 
atuar como uma carga, o que pode levar a um aquecimento excessivo da 
8 
 
célula e possivelmente a destruição do módulo. Este efeito conhecido como hot 
spot, pode ser evitado pela 
instalação de diodos de bypass entre cada célula de um módulo, o que por 
outro lado leva a uma perda de rendimento. 
 
5. PAINÉIS SOLARES FOTOVOLTAICOS 
Painéis solares fotovoltaicos são dispositivos utilizados para converter a 
energia da luz do Sol em energia elétrica. Os painéis solares fotovoltaicos são 
compostos por células solares, assim designadas já que captam, em geral, a 
luz do Sol, são projetados e fabricados para serem utilizados em ambientes 
externos, sob sol, chuva e outros agentes climáticos, devendo operar 
satisfatoriamente nestas condições por períodos de 30 anos ou mais. 
Sistemas solares fotovoltaicos integrados ao envelope da construção podem 
ter a dupla função de gerar eletricidade e funcionar como elemento 
arquitetônico na cobertura de telhados, paredes, fachadas ou janelas. 
 
 
Princípio de funcionamento de um Painel Fotovoltaico aplicado em um sistema 
residencial: 
 
 
 
9 
 
Quando o sol brilha sobre os módulos solares há produção de corrente elétrica, 
os condutores (fios/cabos) conduzem a eletricidade dos módulos ao 
controlador de carga, que dirige a eletricidade para as baterias para carregá-
las; 
As baterias acumulam a eletricidade para uso diurno ou noturno e os 
controladores de carga enviam corrente aos aparelhos de mesma tensão (Ex: 
Lâmpadas 12V); 
Os inversores devem ser ligados diretamente nas baterias e enviam corrente 
aos aparelhos de tensão diferente (ex: TV 110V); 
 
 
Para manter uma TV 29” ligada por 02 horas, o que consumiria 30A, seria 
necessária a implantação de um módulo KC130 TM que mede cerca de 
1,4x0.6m. sendo que se for excedida a capacidade informada pelo fabricante, 
provavelmente irá faltar energia. 
A COPEL (Companhia Paranaense de Energia Elétrica), esta com um projeto 
piloto que visa atender as comunidades mais isoladas no litoral do Paraná 
através de energia gerada por painéis fotovoltaicos, segundo conclusões do 
LabSolar da Universidade Federal de Santa Catarina para uma residência 
funcionar adequadamente é preciso, no mínimo, um inversor de 1500 Watts de 
potência, ao menos um conjunto de 08 placas solares de 210Wp, oito baterias 
de 220 amperes e um controlador de carga de 220 amperes, cada unidade 
fotovoltaica saíra em torno de R$ 40.000,00. 
 
 
6. DIAGNÓSTICO 
O aumento constante do custo da energia elétrica tem impactado 
principalmente na renda do público de habitação de interesse social. Essas 
famílias muitas vezes têm que abrir mão de investir em outras áreas básicas 
como alimentação, educação e saúde para arcar também com essa despesa. A 
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Preocupação com a questão surgiu inicialmente em 2015, com a realização de 
estudo de viabilidade de aplicação de conceitos de sustentabilidade em 
moradias para famílias com renda até três salários mínimos. Uma das 
alternativas propostas foi a produção da energia por meio de luz solar, que 
reduz tanto o impacto ambiental quanto as despesas domésticas destas 
famílias. Com a redução da conta, poderão investir em melhor qualidade de 
vida. Essa alternativa pode ser maximizada caso outra soluções sustentáveis 
sejam implantadas como, instalação de boiler para aquecimento de água e a 
troca das lâmpadas convencionais (incandescentes) por lâmpadas de alta 
eficiência. 
 
7. SOLUÇÃO 
Foram realizadas simulações utilizando o software PVsyt e SunData 
(CRESESB, 2016), considerando as características e a composição do Sistema 
Fotovoltaico Conectado à Rede (SFCR), como: duas unidades do módulo 
fotovoltaico (260 Wp e área 1,62 m2) e um microinversor 500W para a cidade 
de Goiânia, no intuito de estimar a geração média mensal do SFCR. 
O PVsyt é um software suíço gratuito que permite simular e projetar sistemas 
fotovoltaicos. Foi considerado um Performance Ratio (PR) de 0,95. O resultado 
da simulação de geração estimada pelo SFCR proposto utilizando o PVsyt está 
apresentado na Fig. 5. A base utilizada foi o período de Janeiro a Dezembro. 
 
Fig 8.1. Geração projetada em horizonte anual e descrição técnica da planta da 
geração solar e conexão à rede elétrica 
 
11 
 
Pode-se observar na Fig. 8.1 que a médiamensal no ano simulada pelo PVsyt 
está prevista de aproximadamente 75 kWh mês-1. 
Para definição do potencial de geração de energia na região de execução do 
projeto foi utilizado a base de dados SunData (CRESESB, 2016) considerando 
as coordenadas do estado de Goiás para o cálculo do plano inclinado (PI) e a 
radiação solar no plano inclinado (RSPI) em Goiânia - GO. Conforme Centro 
de Referência para Energia Solar e Eólica (CRESESB) a média anual de 
radiação no plano horizontal em Goiânia, Goiás, chega a 5,17 kWh m-² dia-1. 
O projeto do sistema fotovoltaico proposto, esquema de ligação do gerador 
solar fotovoltaico e sua conexão à rede da concessionária estão demonstrado 
na Fig. abaixo e esta sendo aplicado exclusivamente em unidades 
habitacionais de interesse social (HIS) em municípios goianos e que, de acordo 
com as simulações efetuadas, os consumos medianos giram em torno de 145 
kWh. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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8. GRANDES INSTALAÇÕES SOLARES 
O número e dimensão das centrais solares fotovoltaicas têm aumentado 
substancialmente nos últimos anos, especialmente na Espanha, onde localizam 
40 das 50 maiores centrais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tipos de grandes instalações solares Central de Torre Solar 
 
Em suma nestas centrais existe uma torre receptora como mostra a figura que 
recebe os raios refletidos por espelhos sempre orientados para o sol 
(helióstatos) e é arrefecida por um sal liquefeito O sal é bombeado para o 
depósito "frio" a cerca de 290ºC para a torre e daí segue para o depósito 
13 
 
"quente" a 565ºC. Este sal é utilizado para produzir vapor de água a 540ºC 
num gerador de vapor. Este vapor é utilizado para acionar as turbinas da 
central, à semelhança do que ocorrem noutros tipos de centrais térmicas. 
 
9. DISH STIRLING 
Este sistema de concentrador parabólico tem uma forma muito similar a um 
grande satélite, e é constituído por uma superfície, geralmente em alumínio ou 
prata, depositado em vidro ou em plástico, que reflete a radiação incidente para 
uma outra superfície de absorção, mais pequena, a que se dá o nome de 
Focus, pois está situado no ponto focal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A eficiência de reflexão deste tipo de espelhos é de 95%, estes coletores têm 
uma razão de concentração muito elevada, tendo por isso as maiores 
eficiências para conversão de energia solar. 
 
10. CONCENTRADORES PARABÓLICO CILÍNDRICOS “TROUGH” 
 
Os sistemas mais simples de concentradores parabólicos são os 
concentradores cuja forma é cilíndrica e diferencia-se dos concentradores 
planos pela particularidade de concentrar a radiação incidente antes de esta 
chegar ao absorvedor. 
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Estes são parabólicos somente numa dimensão e usualmente são alongados. 
Um concentrador parabólico cilíndrico é constituído por uma superfície 
espelhada encurvada de forma parabólica, que tem a função de encaminhar os 
raios solares para um tubo de absorção. 
Neste tubo circula o fluido, aquecido por convecção natural, sendo que esta 
circulação é efetuada através uma bomba auxiliar. Este fluido após atravessar 
o absorvedor é encaminhado para um permutador de calor, que permitir trocas 
de calor entre o fluido e água que se encontra armazenada num tanque de 
armazenamento térmico. 
 
11. CHAMINÉ SOLAR 
É constituído por um telhado de vidro (ou outro material transparente) que 
forma uma estufa, por uma chaminé e por turbinas eólicas. 
O ar sob um teto de vidro é aquecido por radiação solar e sobe através de uma 
chaminé, o ar quente que acabou de subir é substituído pelo ar que entra pela 
borda do teto de vidro e, em seguida, começa a aquecer. 
Dessa forma o calor da radiação solar é convertido em energia cinética do ar 
que sobe constantemente para movimentar a turbina construída na chaminé. A 
turbina então converte, através de um gerador, a energia de movimentação do 
ar em energia elétrica. 
Ao contrário das centrais com espelhos refletores, o coletor de vidro continua a 
operar com céu nublado, utilizando a radiação difusa. 
15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12. ENERGIA SOLAR NO MUNDO 
Em 2004 a capacidade instalada mundial de energia solar era de 2,6 GW, 
cerca de 18% da capacidade instalada de Itaipu. Os principais países 
produtores, curiosamente, estão situados em latitudes médias e altas. O maior 
produtor mundial era o Japão, seguido da Alemanha e Estados Unidos. 
Entrou em funcionamento em 27 de março de 2007 a Central Solar 
Fotovoltaica de Serpa (CSFS), a maior unidade do gênero do Mundo. Fica 
situada em Portugal, numa das áreas de maior exposição solar da Europa tem 
capacidade instalada de 11 MW, suficiente para abastecer cerca de oito mil 
habitações. 
Muito mais ambicioso é o projeto australiano uma central de 154 MW, capaz de 
satisfazer o consumo de 45 000 casas. Esta se situará em Victoria prevê-se 
que entre em funcionamento em 2013 com o primeiro estágio pronto em 2010. 
A redução de emissão de gases de estufa conseguida por esta fonte de 
energia limpa será de 400 000 toneladas por ano. 
 
 
 
13. ENERGIA SOLAR NO BRASIL 
Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) começou a regulamentar a 
geração de energia elétrica com fontes intermitentes (energia solar fotovoltaica 
e eólica) somente em 2004, com a resolução 083. Este documento estabelece 
que o fornecimento de energia por estes sistemas deve ser feito em corrente 
alternada e tensão igual à usada nos sistemas de distribuição convencionais. 
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Além disso, as concessionárias que decidirem pela utilização desta opção 
tecnológica deverá apresentar projeto para aprovação da Aneel, contemplando 
aspectos técnicos dos sistemas, procedimentos para leitura e faturamento. 
Conforme informa o professor de energia solar Ricardo Rüther, da 
Universidade Federal de Santa Catarina. “Uma casa com uma conta de 
aproximadamente 100 reais precisará de um sistema de dois quilowatt s de 
potência, que custaria em torno de 14 mil dólares”. 
O preço médio do watt fica entre 4 e 5 dólares, cerca de cinco vezes mais caro 
do que o hidrelétrico, e o desempenho variam de acordo com os índices de 
incidência solar de cada região. 
Se nas áreas cobertas pela rede elétrica o preço da energia solar ainda 
assusta, para as regiões mais afastadas trata-se de uma alternativa viável. 
Segundo dados do Ministério das Minas e Energias, existem cerca de 10 
milhões de brasileiros vivendo em localidades sem energia elétrica. 
 
 
14. ANÁLISE DAS VANTAGENS E DESVANTAGENS 
VANTAGENS: 
 
As usinas fotovoltaicas às edificações urbanas e conectadas à rede oferecem 
diversas vantagens para o sistema elétrico de um país, muitas das quais 
relacionadas à redução de custos e que ainda não são consideradas ou 
quantificadas. Podemos citar: 
1. Redução de perdas e distribuição de energia, já que a eletricidade é 
consumida onde é produzida; 
2. Redução de investimentos em linhas de transmissão e distribuição; 
3. Baixo impacto ambiental; 
4. Fornecimento de maiores quantidades de eletricidade nos momentos de 
maior demanda (exemplo: o uso de ar-condicionado é maior ao meio-dia no 
Brasil, quando há maior incidência solar e, conseqüentemente maior geração 
elétrica solar; 
5. A não exigência de área física dedicada; 
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6. Rápida instalação, devido à sua grande modularidade e curtos prazos de 
instalação, aumentando assim a geração elétrica necessária em determinado 
ponto ou edificação; 
7. A energia solar não polui durante sua produção. 
 
 
 
DESVANTAGENS 
Como qualquer outra forma de se gerar energia, a eletricidade tem suas 
desvantagens: 
1. Um painel solar consome uma quantidade enorme de energia para se 
fabricado. A energia para a fabricação de um painel solar pode ser maior do 
que a energia gerada por ele; 
2. Os preços ainda são muitos elevadosem relação aos outros meios de 
energia; 
3. Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação 
atmosférica (chuvas, neve), além de que durante a noite não existe produção 
alguma, o que obriga a que existam meios de armazenamento da energia 
produzida durante o dia em locais onde os painéis solares não estejam ligados 
à rede de transmissão de energia; 
4. Locais em latitude médias e altas (Exemplo: Finlândia, Islândia, Nova 
Zelândia e Sul da Argentina e Chile) sofrem quedas bruscas de produção 
durante os meses de inverno devido à menor disponibilidade diária de energia 
solar. Locais com freqüente cobertura de nuvens (Curitiba, Londres), tendem a 
ter variações diárias de produção de acordo com o grau de nebulosidade; 
5. As formas de armazenamento da energia solar são poucos eficientes quanto 
comparados por exemplo, aos fósseis (carvão, petróleo e gás), a energia 
hidroelétrica (água) e a biomassa (bagaço de cana e bagaço de laranja). 
 
 
 
 
 
 
18 
 
 
15.MÓDULOS BIFACIAIS SÃO A MAIS NOVA APOSTA PARA AUMENTAR 
A PRODUTIVIDADE DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS 
Módulos bifaciais são a mais nova aposta para aumentar a produtividade de 
sistemas fotovoltaicos. A frase inicial deste artigo poderia compartilhar as 
páginas do mesmo jornal que disse “Motorola lança comercialmente o primeiro 
telefone móvel do Mundo”, em 1984. Sim, a idéia de adaptar as células 
fotovoltaicas para permitir a coleta de fótons nos seus dois lados não é nova. 
Nos anos 80 surgiram os primeiros artigos científicos que exploraram os 
benefícios da tecnologia [1]. O Brasil também fez parte desse movimento 
pioneiro. A primeira tese de doutorado de um brasileiro em energia solar 
fotovoltaica estudava os ganhos que poderiam ser obtidos com esse tipo de 
módulo [2]. 
Curiosamente, os motivos que levaram ao uso dessa estratégia nos dois 
diferentes períodos são quase opostos. Na primeira fase, devido ao 
(extremamente) elevado custo dos módulos, a idéia era obter algum ganho de 
eficiência para aproveitar ao máximo esse “bem de luxo”. Concluiu-se que o 
custo-benefício dessa alternativa não se fazia adequado, com outras linhas de 
avanço tecnológico sendo mais eficazes na difusão da tecnologia. De volta à 
nossa década, os ganhos de escala para redução de custos e ganho de 
eficiência das células começam a ficar cada vez mais limitados, voltando 
novamente as atenções para táticas de aumento do recurso solar recebido 
pelos módulos. Com o uso do rastreamento de 1 eixo já bastante difundida, a 
indústria coloca suas fichas na volta dos módulos bifaciais. Adicionalmente, 
houve uma melhora na eficiência da parte de trás das células nas tecnologias 
recentes, o que contribui para o maior interesse atual na tecnologia. 
Resumidamente, os módulos fotovoltaicos de silício convencionais são 
formados por células, encapsuladas por uma camada de vidro na parte 
superior, e embaixo, por uma proteção de material polimérico, além de uma 
moldura metálica ao redor desse “sanduíche”. O pulo do gato dos módulos 
bifaciais consiste em substituir a camada de trás por mais uma superfície de 
vidro, e, com tratamentos na face inferior das células, aproveita-se também a 
19 
 
irradiação que chega por baixo, o chamado albedo. Esse arranjo ainda permite 
a eliminação da moldura. 
 
Figura 1 – Módulos bifaciais no Laboratório Fotovoltaica da UFSC 
Dentre as vantagens, alguns estudos apontam que a tecnologia pode aumentar 
a geração entre 5% e 50%, em relação aos módulos convencionais [3]. Além 
do ganho com a absorção nos dois lados, há o aumento da eficiência com a 
redução da temperatura da célula devido à menor absorção infravermelha pela 
ausência da camada metálica posterior [1]. Contudo, ainda não há uma 
padronização da aferição de potência e eficiência de módulos bifaciais, o que 
dificulta a comparação de diferentes equipamentos. De maneira semelhante, as 
premissas e metodologias aplicadas nos estudos sobre ganhos por 
bifacialidade também divergem. 
Ressalta-se que na instalação em telhados pode não haver sentido em utilizar 
módulo bifaciais, quando suas “costas” ficarem muito próximas da cobertura 
praticamente anulando o aproveitamento do albedo. Assim, os bifaciais são 
mais adequados a instalações no solo, em estruturas fixas ou com 
rastreadores. 
Internacionalmente, algumas plantas de grande porte começam a ser 
inauguradas utilizando a tecnologia, e, segundo o ITRVP [4], estima-se que em 
2028 os módulos bifaciais representem 35% do mercado fotovoltaico. No 
Brasil, ainda não há plantas comerciais com módulos bifaciais em operação. 
No entanto, a EPE já recebeu algumas consultas de empreendedores com o 
20 
 
intuito de desenvolver projetos com essa tecnologia. Cabe destacar que 
atualmente não há restrição para o cadastramento desse tipo de projetos para 
os leilões de energia, assim como não há obrigatoriedade de equipamentos de 
medição de albedo. Portanto, está aberta aos empreendedores a possibilidade 
de explorar os benefícios dessa tecnologia. No entanto, como será descrito na 
sequência, há uma série de fatores que influenciam o desenho e 
dimensionamento do projeto, aumentando a sua complexidade. 
16.MUDANÇAS NO DESENVOLVIMENTO E NA OPERAÇÃO DOS 
PARQUES 
ALBEDO DO SOLO: O albedo é o fator mais importante no dimensionamento 
de um parque com módulos bifaciais. Albedo é a fração da irradiância solar 
devida à refletância do solo onde está o módulo FV. Como mostra a Tabela 1, 
o índice varia entre superfícies. 
Superfície Albedo 
Água 5-15% 
Grama 15-25% 
Terra seca 20-30% 
Concreto 25-30% 
Areia 30-35% 
Neve nova 80-85% 
Tabela 1 – Albedo típico de acordo com a superfície do solo. Fonte: [4] 
 
Sabendo que a refletância do solo pode aumentar o albedo e, 
conseqüentemente, a produção desses módulos, a cobertura do chão se torna 
21 
 
um ponto importante nos projetos. Nesse caso, se faz necessária uma 
avaliação técnico-econômica de eventual tratamento da superfície para ganho 
de albedo. 
 
Figura 2 – Albedômetro (fonte: Hukseflux) 
 
BIFACIALIDADE: A bifacialidade é um fator da eficiência da parte traseira em 
relação à parte frontal do módulo. Os fabricantes costumam colocar 
nos datasheets dos seus módulos, e costuma variar entre 70% e 90%. Alguns 
textos costumam resumir o ganho de produção dos módulos bifaciais 
simplesmente pela multiplicação do albedo e bifacialidade. Por exemplo, para 
um albedo de 20% e bifacialidade de 80%, haveria um ganho de 16% na 
geração. No entanto, como veremos na seqüência, há diversos outros fatores 
que influenciam na produção de um parque com módulos bifaciais. 
MANUTENÇÃO: Com o ganho de importância da geração via albedo, a 
manutenção do solo ganha mais importância para manter a refletividade. 
Adicionalmente, apesar da sujidade no verso ser menor do que na frente do 
módulo (quase nove vezes, segundo [6]), a limpeza da parte posterior deverá 
fazer parte da rotina de manutenção do parque para que com o tempo o ganho 
do verso não seja eliminado. No entanto, a posição dificulta o uso das 
estratégias convencionais para a limpeza. 
22 
 
DISTÂNCIA ENTRE MÓDULOS: Ao espaçar as fileiras de módulos há o 
aumento da área de solo que reflete os raios solares, aumentando a produção. 
Por outro lado, isso aumenta a área necessária para construir o parque, além 
dos gastos com cabeamento. Adicionalmente, isso altera a contribuição da 
reflexão dos módulos que ficam na fileira posterior. 
ALTURA DOS MÓDULOS: Estudos mostram que elevar os módulos em 
relação ao solo aumenta o ganho com os bifaciais. Além de receber maior 
irradiação refletida, aumenta-se a uniformidade da irradiância no verso. No 
entanto, alguns estudos mostram que acima de 1m os ganhos saturam [1, 5]. 
Adicionalmente, destaca-se que ao aumentar a altura dos módulos se gasta 
mais comestruturas e o arranjo fica mais suscetível a ventos. 
TIPOLOGIA DAS CONEXÕES: Ao contrário da irradiância recebida na parte 
frontal dos módulos, que é uniforme em condições de céu claro, na parte 
posterior a irradiância atinge cada célula e módulo de maneira diferente. Dessa 
forma, a configuração elétrica dos arranjos e dos inversores passa a ser mais 
importante para reduzir as perdas pormismatch. 
INVESTIMENTO ADICIONAL: Alguns dados de mercado indicam que módulos 
bifaciais custam cerca de 10% a mais que um módulo convencional. No 
entanto, conforme indica um fabricante [7], é possível que, em breve, os 
módulos bifaciais sejam vendidos pelo mesmo preço que os módulos 
monofaciais. 
NOVO DESEMPENHO DOS EQUIPAMENTOS: Uma vez que o verso do 
módulo passa a gerar eletricidade, todos os componentes periféricos precisam 
ser adaptados para reduzir o bloqueio da incidência de luz. Os cabos e junction 
boxes, por exemplo, precisam ser posicionados fora da área das células. Em 
termos de estrutura, rastreadores e estacas também precisam ter seu desenho 
revisto para reduzirem sua influência negativa na irradiação. 
17.A NOVA CARTA NA MANGA? 
Conforme relatado, a entrada de módulos bifaciais vai demandar novas 
práticas para projetar um parque fotovoltaico. Alguns trade-offs terão que ser 
analisados para decidir se vale a pena o investimento nesse novo produto. 
23 
 
Cabe ressaltar que a estimativa da contribuição da parte posterior do módulo é 
mais complexa que a parte frontal. Além da incerteza intrínseca na estimativa 
no albedo, alguns softwares começaram a ser adaptados para modelar a 
produção de plantas com módulos bifaciais, mas sua confiabilidade ainda foi 
pouco testada. Essa dificuldade de previsão da geração acaba sendo um fator 
importante para a bancabilidade dos projetos, dada a maior incerteza na 
previsão da geração. 
Por outro lado, quando imaginamos que os preços da energia fotovoltaica já 
atingiram patamares bastante baixos, os módulos bifaciais se apresentam 
como mais uma carta na manga do setor. Aos poucos, os bifaciais podem se 
mostrar como um novo padrão na construção de parques fotovoltaicos, 
ajudando a reduzir ainda mais o preço da energia solar e a consolidando no 
mercado. 
 
18.ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA ULTRAPASSARÁ A MARCA DE 
3.000 MEGAWTTS NO BRASIL EM 2019 
 
Segundo projeções da ABSOLAR, o setor solar fotovoltaico investirá em 2019 
mais de R$ 5,2 bilhões, gerando mais de 15 mil novos empregos no País 
 
Em 2018, o Brasil ultrapassou a marca histórica de 2.000 megawatts (MW) de 
potência operacional da fonte solar fotovoltaica conectados na matriz elétrica 
nacional e a trajetória de crescimento seguirá em ritmo acelerado em 2019. 
 
Segundo projeções da Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica 
(ABSOLAR), o setor solar fotovoltaico ultrapassará a marca de 3.000 MW até o 
final do ano, atraindo ao País mais de R$ 5,2 bilhões em novos investimentos 
privados, com a instalação de mais de 1.000 MW adicionais em sistemas de 
pequeno, médio e grande porte. Com isso, o crescimento anual do mercado 
será de 88,3% frente ao crescimento do ano de 2018, ajudando a acelerar a 
econonia nacional. 
24 
 
 
 
Fonte: ANEEL / ABSOLAR, 2019. Última atualização 03/01/2019. 
 
“O mito de que a energia solar fotovoltaica era cara já caiu por terra. Ela virou 
uma das fontes renováveis mais competitivas do Brasil, com retornos sobre 
investimento entre 3 e 7 anos na geração distribuída. Com isso, a energia solar 
fotovoltaica crescerá mais de 80% em 2019 e será uma grande locomotiva de 
prosperidade, contribuindo para o progresso e desenvolvimento econômico, 
social e ambiental do Brasil. Este será mais um ano radiante para o mercado 
solar fotovoltaico brasileiro, repleto de boas oportunidades, novos negócios, 
atração de investimentos e geração de mais empregos”, comenta o presidente 
do conselho de administração da ABSOLAR, Ronaldo Koloszuk. “O País tem 
um potencial solar privilegiado e poderá se tornar uma das principais lideranças 
em energia solar fotovoltaica no planeta ao longo dos próximos anos”, 
completa koloszuk............................................................................................... 
No segmento de micro geração e minigeração distribuída solar fotovoltaica, 
composto por sistemas de pequeno e médio porte instalados em residências, 
25 
 
comércios, indústrias, produtores rurais, prédios públicos e pequenos terrenos, 
a ABSOLAR projeta um crescimento do mercado de mais de 97% frente ao 
total adicionado em 2018, com a entrada em operação de 628,5 MW em 2019, 
totalizando 1.130,4 MW até o final do período. Com este avanço a participação 
do segmento de geração distribuída no mercado solar fotovoltaico brasileiro 
subirá de 21,9% até 2018 para 34,2% até o final de 2019, demonstrando a 
relevância cada vez maior deste mercado para o setor. 
 
“A geração distribuída está em alta e é imprescindível para o avanço da 
energia solar fotovoltaica no Brasil. Ela será responsável pela movimentação 
de mais de R$ 3 bilhões em todos os estados e municípios do País, trazendo 
economia e sustentabilidade aos consumidores públicos e privados, ao mesmo 
tempo em que gera milhares de empregos locais qualificados para a 
população”, destaca o CEO da ABSOLAR, Rodrigo Sauaia. 
 
Já no segmento de geração centralizada solar fotovoltaica, composto por 
usinas de grande porte, a ABSOLAR projeta a adição de mais de 380 MW, 
número muito inferior às expectativas do mercado. O pequeno volume é 
resultado do cancelamento, pelo Ministério de Minas e Energia, de dois leilões 
de energia solar fotovoltaica que seriam realizados em 2016. A situação 
diminuirá a participação do segmento de geração centralizada no mercado 
solar fotovoltaico brasileiro de 78,1% até 2018 para 65,8% até o final de 2019, 
evidenciando o impacto negativo do cancelamento dos leilões de energia de 
2016. 
 
“Foi um tropeço horrível e um golpe duro para o setor, que frustrou as 
expectativas do mercado, congelou investimentos internacionais estratégicos 
ao Brasil e prejudicou o desenvolvimento da fonte. O Governo Federal pode 
reverter este quadro, com previsibilidade e continuidade na contratação para 
evitar estas situações. Por isso, a ABSOLAR recomenda ao Ministério de 
Minas e Energia a contratação de 2.000 MW por ano em usinas solares 
fotovoltaicas de grande porte. A fonte está entre as mais baratas e sustentáveis 
do Brasil e queremos contribuir na expansão renovável e competitiva da matriz 
elétrica nacional nos leilões A-4 e A-6 de 2019, bem como junto aos 
26 
 
consumidores livres”, explica o CEO da ABSOLAR, Rodrigo Sauaia. 
 
Segundo levantamento da ABSOLAR, o setor solar fotovoltaico possui mais de 
20.021 MW em estoque de projetos não-contratados de usinas solares 
fotovoltaicas, disponíveis e preparados para participar de novos leilões de 
energia do Governo Federal................................................................................. 
 
 
 
 
19. DISCUSSÃO 
 
Por meio dos dados coletados e da revisão da literatura, pode-se ter uma visão 
das empresas que fabricam os painéis para energia solar fotovoltaica no 
estado de São Paulo. 
Escolheu-se esse tipo de empresa(PROJESOL – Energia Fotovoltaica) para 
obter informação de como são fabricados e comercializados os painéis no 
estado de São Paulo, buscando o maior retorno de respostas com a entrevista. 
Percebe-se que o mercado dessas empresas está em desenvolvimento, e 
precisa de mais incentivos para que o mercado interno se beneficie e não 
perca espaço para o mercado externo. Com a possibilidade de aprovação de 
um projeto de incentivos fiscais efetuado pelo governo, poderá gerar a isenção 
de impostos para a fabricação dos painéis solares e outros componentes que 
serão utilizados para gerar energia limpa,no qual começa a apresentar um 
melhor cenário para que as empresas fabricantes de equipamentos possam 
crescer e se expandir no estado de São Paulo. 
Percebe-se que através da pesquisa a maioria das empresas já consegue 
utilizar matéria-prima nacional, o que mostra um fortalecimento do mercado 
interno. 
Com algumas isenções de impostos e incentivos de financiamentos efetuados 
pelo governo, ficaria mais fácil para a população ter condições de utilizar essa 
energia limpa, logo aumentaria venda e o comércio desses equipamentos. 
27 
 
Como o ramo de empresas que fabricam esses painéis fotovoltaicos, tem suas 
atividades em crescimento e com o passar dos anos a tendência é aumentar a 
quantidade da demanda. 
Logo a região do estado de São Paulo será um local bom para situar esse tipo 
de empreendimento já que esse é um estado em constante desenvolvimento 
econômico e apresenta condições para financiar, fabricar esse tipo de 
equipamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28 
 
20. CONCLUSÃO 
 
A energia solar sem dúvida vai contribuir muito para o parque gerador mundial, 
atualmente ainda está em evolução, não é uma forma de energia muito 
consolidada comparada a hidroeletricidade, porém para alguns casos é mais 
viável, em comunidades afastadas, por exemplo, ou onde não existam 
alternativas. Durante a pesquisa percebemos também que o sol pode contribuir 
de diversas maneiras com a economia de energia, em projetos que aproveitam 
melhor a iluminação natural, ou utilizando a energia do sol para o aquecimento 
de água, medidas simples que contribuem para a economia de energia. Fica 
evidente que o consumo e a demanda por energia é cada vez maior no mundo, 
e a busca por novos meios de se gerar energia limpa e renovável se intensifica 
a cada dia. E em relação ao tema abordado neste trabalho que no caso é a 
energia solar, conclui-se que o sistema de energia solar é um investimento com 
retorno a logo prazo, alternativa vantajosa para locais isolados como regiões 
onde a rede de transmissão de energia por hidroelétricas não alcança. E o 
mais importante deste tipo de energia é o fato de contribuir para o 
desenvolvimento de um planeta sustentável e sempre buscando a preservação 
do Meio- Ambiente. 
Esse projeto teve como objetivo de estudar e conhecer sobre a utilização e 
instalação de um painel solar e de como estão sendo comercializados no 
estado de São Paulo. 
Também, verificou-se que essas empresas encontram dificuldades e falta de 
incentivos fiscais do governo, para poderem se expandir e obtiver crescimento 
desse segmento no mercado atual, tanto interno quanto externo. 
Notou-se que essas empresas que fabricam esses equipamentos solares 
futuramente irão ser utilizados no processo de geração de energia renovável 
solar. 
Através do estudo dessa pesquisa percebemos que essas empresas estão 
enfrentando determinadas barreiras que acabam prejudicando o 
desenvolvimento do uso de energia solar, que aos poucos estão sendo 
superadas com a aprovação da isenção dos impostos de IPI e CONFINS para 
painéis solares e componentes de recursos renováveis. Mesmo com essas 
dificuldades o mercado de painéis solares esta crescendo e a tendência é que 
29 
 
se obtenha ajuda por parte do governo, quanto por meios de pesquisas e 
ajudas educacionais(inovação) melhorando a confecção desses painéis 
solares, podendo utilizar matéria-prima nacional, no qual , poderá obter a 
redução do custo desses equipamentos,tornando-se viável para a população 
poder utilizar esse tipo de energia renovável. 
Após o estudo dessas empresas de equipamentos de painéis solares que 
atuam no estado de São Paulo, notou-se a possibilidade de um grande 
potencial para ser uma referência no país devido ser um estado com 
desenvolvimento tecnológico e seu mercado também ajuda.O Brasil é um país 
que tem uma boa posição geográfica que favorece o uso desse tipo de energia 
solar, por isso a escolha de estudo por equipamentos de energia solar 
fotovoltaica. Além de apresentar barreiras ultrapassadas, como por exemplo, 
ajuda de custo do governo já contribui para o mercado a comercialização e 
fabricação desses painéis solar buscando a expansão com uma maior 
velocidade. 
O Brasil ainda tem muito a se desenvolver no assunto de energia solar 
fotovoltaica, explorar mais as suas fontes renováveis buscando atingir alta 
incidência e assim aumentar a comercialização dessas empresas que fabricam 
os painéis solares fotovoltaicos. 
Portanto, é um segmento que está no início de atividades e carece da ajuda de 
fatores externos que as impulsionarão ao crescimento eficaz da fabricação e 
comercialização desses painéis solares fotovoltaicos no estado de São Paulo. 
No qual poderá futuramente se tornar uma fonte de energia limpa e barata para 
a população do estado de São Paulo e com isto buscando a preservação 
ambiental para a futura geração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
30 
 
21. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
SABADY. A energia solar na habitação. Cetop,1979. 
PALZ, Wolfgang. Energia solar e fontes alternativas. São Paulo: Hemus,1981. 
Cartilha da Energia Solar. Disponível em http://www.solarbrasil.com.br Acesso 
em 03/04/2010 
Energia Solar. Disponível em http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_solar Acesso 
[1] Guerrero-Lemus, R. et al. Bifacial solar photovoltaics – A technology review. 
Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 60 pp. 1533-1549, 2016. 
[2] Krenzinger, A. Contribucion al Diseño de Sistemas Fotovoltaicos con 
Paneles Bifaciales en Combinacion con Reflectores Difusos de Caracter 
General. Tese de Doutorado. Universidade Politecnica de Madri, 1987. 
[3] EPRI. Bifacial Solar Photovoltaic Modules. Program on Technology 
Innovation. Setembro de 2016. 
[4] VDMA. International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRVP). Results 
2017 including maturity report 2018. Ninth Edition, Setembro de 2018. 
[5] González, J. C. An introduction to Longi, considerations for bifacial modules. 
[Webinar]. 10 de julho de 2018. 
[6] Luque, E. G. et al. Effect of soiling in bifacial PV modules and cleaning 
schedule optimization. Energy Conversion and Management, v. 174, pp. 615-
625, Outubro de 2018. 
[7] Thurston, C. W.The weekend read: Tracker market is adapting to bifacial 
module technology. PV Magazine. 17 de fevereiro de 2018.