PLACAS FOTOVOLTAICAS COM POLÍMEROS RECICLÁVEIS

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Placas fotovoltaicas com polímeros recicláveis:
Uma alternativa sustentável
 
Resumo: Com as grandes mudanças no eco sistema do planeta, muito disso sendo consequência das ações humanas, nos levam a uma busca de fontes renováveis de energia para a população terrestre. Dentre elas, a energia solar, que tende a ser a maior fornecedora de energia num futuro próximo, principalmente em países tropicais, ganhando espaço em empresas e residências ano após ano. Por mais que a energia solar seja “gratuita”, os equipamentos necessários para essa captação possuem custo extremamente elevado, não estando disponíveis para toda a população. Esse estudo busca apresentar uma alternativa acessível e usual que facilita a instalação e utilização das placas de captação de energia solar, utilizando de materiais recicláveis e de baixo custo e que atendem a sua necessidade. 
Palavras-chave: Energia Solar. Polímero. Sustentabilidade.
Abstract: With the great changes in the planet's eco-system, much of it being a consequence of human actions, we are being led to a search for renewable energy sources for the terrestrial population. Among them, solar energy, which tends to be the largest energy supplier in the near future, especially in tropical countries, gaining space in businesses and homes year after year. As much as solar energy is “free”, the equipment needed for this capture is extremely expensive and not available to the entire population. This study seeks to present an affordable and usual alternative that facilitates the installation and use of solar energy capture plates, using recyclable and low cost materials that meet your needs.
Keywords: Solar energy. Polymer. Sustainability.
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1 Introdução
Segundo IBGE (2018), o acesso à eletricidade aborda questões críticas importantes em todas as dimensões do desenvolvimento sustentável, envolvendo uma ampla gama de impactos sociais e econômicos, incluindo a facilitação do desenvolvimento de atividades geradoras de renda baseadas no domicílio e o alívio da carga das tarefas domésticas. A meta visada é que, até o ano de 2030 seja assegurado o acesso universal, confiável, moderno e a preços acessíveis a serviços de energia.
Com progressos tecnológicos de geração e transmissão de eletricidade, cerca de um terço da população mundial ainda não tem acesso a esse recurso, e outra grande parte é atendida de forma insuficiente. Segundo levantamento da Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica), o Brasil ainda possui cerca de 1 milhão de residências deficiente de energia elétrica.
Nas últimas décadas a sociedade despertou para uma nova abordagem, começou-se a pensar em sustentabilidade, poluição ambiental, custo social, visando uma crescente demanda em energias renováveis, capaz de atender principalmente países emergentes.
O Brasil possui um grande potencial em fontes renováveis como a energia eólica e a solar. Por possuir a maior parte do seu território definida como uma região intertropical, o país possui grande capacidade de geração de energia solar durante todo ano. Segundo o Centro de Referência para Energia Solar e Eólica – CRESESB/CEPEL, o Brasil possui regiões no território nacional comparadas às melhores regiões do mundo de irradiação dos raios solares para geração de energia fotovoltaica.
O problema nacional está na distribuição dos recursos energético onde grande parte da população que tem acesso à eletricidade, em muitos casos é realizada de maneira insuficiente. Recursos estes que na maioria das vezes está interligado as condições financeiras e em muitos casos estão distantes das grandes concentrações de pessoas.
Segundo Colle Pereira (1998) para o desenvolvimento de regiões longínquas, nas quais o custo da eletrificação pela rede convencional é alto com relação ao retorno financeiro do investimento, a utilização da energia solar pode ocasionar benefícios em longo prazo para o país, regulando a oferta de energia em situações de estiagem, atenuando a dependência do mercado de petróleo, bem como a redução de emissões de gases poluentes à atmosfera.
Atualmente há um grande interesse na energia solar, em virtude das suas diversas vantagens, em si não custa nada e é imune às variações dos preços das outras formas de energia. Mediante à tecnologia atual, ela pode ser convertida e usada de muitas formas diferentes: fornecimento de eletricidade, calefação, resfriamento, transporte, iluminação e potência mecânica.
Pensando na sustentabilidade e reciclagem de materiais geralmente descartados diariamente pela população, uma empresa mineira vem desenvolvendo a dez anos uma nova tecnologia para geração de energia fotovoltaica. Diferente de painéis solares de silício, os painéis solares da empresa Sunew são um filme de 0,3 milímetros de espessura que se molda a qualquer superfície (do vidro que vai na fachada dos prédios ao teto de carros e caminhões, passando até pelos lagos de represas) e podem revolucionar a produção de energia.
2 Problematização 
 As altas temperaturas, típicas de países tropicais, ocasionam grandes desconfortos à população. Uma alternativa, muito utilizada em residências e instituições públicas ou privadas, é o ar condicionado. Esse equipamento proporciona uma melhora na qualidade de vida, contudo eleva o consumo de energia, pois o ar condicionado, provavelmente, é o equipamento doméstico que mais consome energia elétrica (CASA DICAS, 2012).
Muito já se especulou sobre o uso de recursos naturais para suprir a grande demanda de geração de energia. Um fato é comprovado, esses recursos são finitos e muitas vezes podem causar outros danos ambientais ainda mais graves além do esgotamento da matéria prima. Com o aumento de uma consciência ambiental cada vez mais recorrente torna-se necessário discorrer sobre do uso de energias renováveis (SUA PESQUISA, 2004).
Diversos estudos são realizados diariamente a fim de se obter o desenvolvimento das tecnologias apropriadas para melhor utilização da “energia limpa”. A produção e o consumo de energia de fontes limpas são de extrema importância para a proteção do meio ambiente e da manutenção da qualidade de vida das pessoas (SUA PESQUISA, 2004).
A energia solar é uma fonte limpa e inesgotável, no qual a maior parte de sua estrutura de geração fica no telhado. Há também um futuro potencial de geração de energia uma vez que os geradores a diesel atendem somente a demanda dos ares-condicionados e a energia solar poderia, dependendo da quantidade de painéis instalados, suprir toda a demanda de energia elétrica do campus. Outro ponto benéfico da energia solar é que o sistema não gera ruído e nem calor, além de trazer a instituição o reconhecimento de órgãos ambientais e o selo de empresa verde.
3 Objetivo
3.1 Objetivo Geral
Esse trabalho tem como objetivo dimensionar e aperfeiçoar o sistema de geração de energia fotovoltaica para suprir a demanda de energia elétrica, onde será montado um planejamento sistêmico para verificar se tal sistema mostra-se eficiente e benéfico para a população e meio ambiente.
3.2 Objetivo Específico
· Apresentar um estudo acerca da utilização de materiais reciclados na fabricação das placas fotovoltaicas.
· Estudo de métodos de captação de energia solar.
· Estudo da viabilidade econômica através da aplicação da placa fotovoltaica.
· Estudo da viabilidade na reutilização do PET na fabricação de placas fotovoltaicas.
4 Fundamentação Teórica
4.1 Fontes de energias renováveis
As energias renováveis são aquelas oriundas de ciclos naturais de conversão da radiação solar, fonte primária de quase toda energia disponível na Terra e, por isso, são praticamente inesgotáveis e não alteram o balanço térmico do planeta (PACHECO, 2006).
4.1.1 Energia Solar Fotovoltaica
Segundo a ANEEL (2005), aproveita-se a energia solar de diversas maneiras, pode-se utiliza-la para aquecimento solar passivo, que é quando a energia solar entra e é absorvida pela edificação, fazendo assim o aquecimento e a iluminação do espaço sem a utilizaçãode energia elétrica, sendo que a mesma é mais bem aproveitada.
A energia solar também pode ser utilizada em residências, edifícios públicos e comerciais, hospitais, restaurantes, hotéis e similares, são usualmente aproveitados para o aquecimento da água, a temperaturas inferiores a 100ºC, destinadas à higiene pessoal e lavagem de utensílios e ambientes com a utilização de coletores solares. Este sistema deve ser utilizado juntamente com um sistema auxiliar, pois a incidência da radiação solar é intermitente (ANEEL, 2005; MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE - BRASIL, 2013).
A energia solar ou energia luminosa é uma fonte de energia renovável que pode ser convertida diretamente em energia elétrica pelo efeito fotovoltaico, ou ser utilizada no aquecimento de um fluido em um processo de troca de calor (CRESESB, 1999).
A energia solar também é utilizada para produção de energia elétrica diretamente, a partir da geração solar fotovoltaica. A radiação solar pode ser diretamente convertida em energia elétrica, por meio dos fótons presentes na radiação solar (luz) incidentes sobre determinados materiais, particularmente os semicondutores. Este sistema não emite dióxido de carbono, além de ser uma geração distribuída, ou seja, não necessita de investimentos governamentais em linhas de transmissão, mas a energia fotovoltaica ainda é considerada uma tecnologia cara (MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE - BRASIL, 2013; RONCAGLIO; JANKE, 2012).
4.2 Radiação Solar
O sol, que emite radiações essenciais para o desenvolvimento da Terra e da evolução da vida, é uma grande fonte de ondas eletromagnéticas e a principal fonte de energia do planeta.
Segundo Villalva e Gazoli (2012), antes de chegar ao solo a radiação solar sofre influência da poluição, das nuvens e do ar atmosférico. A radiação solar propagada na atmosfera terrestre sofre alterações ao entrar em contato com moléculas de oxigênio e nitrogênio (BARROS, 2011).
5 Metodologia
O método de pesquisa utilizado é o exploratório. Para Gil (1999), este tipo de pesquisa tem como objetivo proporcionar uma maior familiaridade com o problema descrito, com intuito de torná-lo mais explícito. Pesquisas desta natureza envolvem levantamento bibliográfico e análise de exemplos que estimulem a compreensão dos leitores.
Segundo Bortoletto & Pezzuto (2012), o aquecedor solar convencional apresenta um elevado valor aquisitivo, pois os materiais empregados na sua construção possuem um custo elevado, diante desse fato eles se tornam inviáveis para a população, o que dificulta a implementação na sociedade. Entretanto, os materiais que constituem o painel possuem uma alta eficiência para a captação e transformação em energia elétrica. 
Estudos foram realizados nos últimos anos para desenvolver aquecedores solares para comunidade de baixa renda, que são feitos com materiais recicláveis encontrados em resíduos de origem doméstica ou industrial, como os desenvolvidos no projeto Sociedade do Sol, chamados de aquecedor solar de baixo custo (SOSOL, 2009).
Segundo Da Palma & Rosado (2011), diversas ONGs estão desenvolvendo aquecedores solares de baixo custo, e tem com materiais mais utilizados a garrafa PET e o cano de PVC. PET significa poli tereftalato de etileno, uma resina plástica e um tipo de poliéster. PET é o tipo de plástico melhor e mais resistente identificado com o número 1 no fundo das garrafas ou recipientes comumente usados para envasar refrigerantes, água, sucos, óleos, entre outros. (ABIPET, 2019).
Desta forma, o sistema possui a mesma funcionalidade do sistema convencional, assim uma das dificuldades enfrentadas para adquirir um aquecedor solar é simplificada, pois o equipamento de baixo custo torna-se mais acessível à população de baixa renda visando a sua popularização.
Até o fim dos anos 1990, acreditava-se que os polímeros não eram capazes de conduzir energia. Mas nas últimas décadas, a tecnologia prosperou e hoje já faz parte do dia a dia.
A tecnologia da Sunew faz o processo inverso: o OPV recebe a luz (do Sol, direta ou indiretamente) e a transforma em energia. A Sunew é pion eira em produzir a tecnologia em escala industrial. “É como o segredo da Coca-Cola”, diz Filipe Braga Ivo, diretor de novos negócios da Sune w. “Todo mundo sabe os ingredientes, mas ninguém sabe as medidas e os processos que fazem a Coca ser a Coca”.
 
6 Resultados e Discursões
Evidentemente o sol é responsável pela manutenção da vida em nosso planeta. Além de fornecer calor, ele ainda é responsável por uma geração de energia limpa e inesgotável.
Segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), o Brasil é um país onde a radiação solar é variável, as maiores taxas de radiação se concentram no nordeste do país, como pode ser visto na Figura 1.
Figura 1: Radiação solar diária – média anual típica (MJ/m².dia)
Fonte: Adaptada ANEEL, 2005, p. 34
Apesar das menores taxas de radiação, as outras regiões do país também possuem potencial para produção de energia solar (ANEEL, 2005). Para o Ministério de Minas e Energia (MME, 2015), o Brasil pode estar entre os maiores geradores de energia elétrica do mundo em 2018. Este dado é estimado observando a potência existente contratada (2,6GW) e a expansão dos outros países.
Atualmente a produção de energia solar pode ser classificada de duas maneiras, ativa ou passiva. O primeiro tipo, produção de energia solar passiva pode ser basicamente resumido nas aplicações de arquitetura solar, que consiste no aproveitamento da luz fornecida pelo sol em edifícios ou residências sem a conversão em energia elétrica. Já o método ativo de produção de energia, envolve a transformação da luz do sol em diferentes tipos de energia, principalmente a energia elétrica (VALLÊRA, 2005).
A Figura 2 apresenta um fluxograma representando os tipos de uso da energia solar.
 
Figura 2: – Fluxograma das aplicações práticas de energia solar
– Fonte: Adaptado de Pereira et al, 2004.
A partir de análise de mercado verificou-se a ausência de empresas que invistam no nicho de geração de energia por sistema solar. Dada a vasta projeção de crescimento no investimento em fontes limpas, devido à preocupação ambiental, o investimento do negócio torna-se atrativo visto que já existem certificações que identificam empresas com selo verde.
Um sistema de energia solar não compromete o espaço comum do empreendimento. O investimento inicial pode ser considerado alto, entretanto seu retorno é consideravelmente rápido visto que a vida útil das placas é de 25 anos em média, além disso, a manutenção não requer grandes gastos.
Vale ressaltar que existem incentivos fiscais para geração de energia solar. A dedução ICMS no estado de Minas Gerais, que se dá através lei 20.824, de 31 de julho de 2013, estabelece que o imposto deve ser cobrado apenas sobre a diferença positiva entre a energia consumida positiva e a energia injetada pelo micro gerador, além disso o “crédito de energia” é válido por 36 messes podendo ser utilizado em outros pontos fora da central geradora de energia de mesma titularidade cadastrada previamente (CEMIG, 2015).
Baseado nas vantagens apresentadas de geração de energia gerado através da implementação de um sistema fotovoltaico, nossa empresa apresenta uma proposta inovadora para otimização da entrega do projeto de conversão de energia solar em energia elétrica. 
A partir de informações coletadas com o cliente o projeto será elaborado de acordo com a necessidade da empresa, podendo ser adaptado visando à prestação de um serviço de excelência.
Para um crescimento sustentável que atenda a demanda energética atual é primordial que alguns aspectos sejam devidamente esclarecidos, principalmente aqueles que tangenciam questões econômicas. É muito importante que o Brasil é um país com grande potencial de crescimento energético e que para seu desenvolvimento é primordial que a energia elétrica seja disponibilizada de forma abundante, acessível, de baixo custo, e que cause o menor dano possível ao meio ambiente. 
Todas estas características podem ser encontradas através deconversão de energia solar em energia elétrica. Em vias de regra, atualmente, as energias renováveis apresentam um preço mais elevado para o consumidor final. No entanto os benefícios ao longo prazo não são contabilizados de maneira clara. Além do mais o incentivo governamental para a difusão e inversão da energia solar ainda é bastante ineficaz. 
O sistema convencional de energia elétrica requer uma série de processos que consequentemente a longo prazo elevam o custo final no consumo de energia, que ao contrário da energia solar apresenta uma obtenção e uma transmissão muito mais simples. 
Além do mais o sistema é convencionado para obter maximização de seus lucros, de modo que produções em larga escala são mais rentáveis economicamente do que sistemas descentralizados, como energia solar fotovoltaica. As empresas do setor não demonstram interesse em abrir mão da utilização de fontes de maneira centralizada, permitindo que ocorra a geração distribuída de energia, pelo fato de perder o poder de controlar este estratégico recurso representado pela energia, não mais podendo emitir faturas para o consumidor final, uma vez que painéis solares não necessitam pagar “conta de Sol” a cada mês.
O sistema de aquecimento solar tradicional ainda é mais utilizado entre a população possui uma grande eficiência. Mas, devido ao custo elevado para ser adquirido, os sistemas de aquecedores alternativos se tornam mais atrativos ao olhar do consumidor.
Entretanto, os aquecedores equipados com produtos alternativos como o PVC e a garrafa PET possuem uma menor durabilidade. De acordo com as fabricantes PET, as mesmas quando em contato direto com a radiação solar, podem avariar, levando de 4 a 6 anos para acontecer, sendo substituídas caso isso ocorra.
Quanto a instalação dos sistemas alternativos, não há necessidade de técnicos para serem devidamente colocados, pois qualquer pessoa pode realizar a tarefa.
O impacto sobre a economia familiar é um dos fatores de maior relevância, de acordo com a Sociedade dos Sol, o sistema alternativo é capaz de economizar em média R$388,00 por cada família, em um ano. Com um retorno financeiro em certa de 9 meses após a instalação do equipamento.
A utilização dos sistemas de aquecedores de baixo custo possui grandes benefícios econômicos para a população de baixa renda, bem como em efeitos ambientais com a diminuição na emissão de gás carbônico na atmosfera.
7 Conclusão
Levando-se em consideração os dados levantados neste trabalho e as nas agências regulamentadoras de energia, percebe-se que existe uma demanda de energia que pode ser substituída por fontes energéticas renováveis, uma vez que existe uma tendência no aumento do consumo mundial de energia limpa. 
Fica evidente a viabilidade da substituição do sistema de energia convencional pelo sistema de geração solar, comprovadamente mais eficiente e benéfico. O sistema solar reduz a emissão de gases poluentes, diminui os custos para a população tendo o retorno de investimento em um prazo consideravelmente curto.
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Referências
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