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TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO –TCC O USO DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA PARA GERAÇÃO DE ENERGIA Março 2019 O USO DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA: o contexto regional e o Rio Grande do Norte¹ Liliana de Sousa Miranda² Stella Francisca Souza e Silva³ Resumo: Os impactos causados pelo uso de hidrelétricas, principal meio de geração de energia elétrica no Brasil, é muito alto. Por isso, é de suma importância diversificar as formas de geração de energia a fim de diminuir a dependência das hidrelétricas. Este trabalho apresenta o cenário atual da produção da energia solar fotovoltaica. A descrição envolve, brevemente, o cenário brasileiro e suas principais características quanto a essa produção energética, em seguida as características que envolvem o nordeste brasileiro, especificamente algumas regiões quanto à produção de energia solar fotovoltaica. O objetivo geral é compreender em que condições mais gerais encontra-se a produção da energia solar fotovoltaica no Brasil, sobretudo por meio da identificação de alguns de seus principais traços na região nordeste. A partir da análise da capacidade de produção solar fotovoltaica, compreender como a mesma poderá ser aplicada na construção civil para que a energia gerada torne as residências, empresas, estabelecimentos comerciais, etc sustentável através da produção de energia limpa e renovável. Palavras-chave: energia solar; Nordeste; Rio Grande de Norte. 1. INTRODUÇÃO Há um consenso de que o mundo atual convive com uma crise energética. Em algumas regiões do globo, notadamente nos países pobres, a crise energética é caracterizada pela deficiência na distribuição da energia para a população mais vulnerável socioeconomicamente. Em países mais desenvolvidos a crise energética aumenta devido ao desenvolvimento/crescimento das atividades econômicas e no modelo civilizatório de mais produção e mais consumo. Atualmente, investimentos públicos e privados na produção de energia solar fotovoltaica vêm sendo distribuídos regionalmente de forma diferenciada, justificado pelas condições ambientais e diminuição de custos.[footnoteRef:1] [1: ¹Artigo apresentado à Universidade Potiguar – UnP, como parte dos requisitos para obtenção do título Engenheiro Civil. ²Graduanda em Engenharia Civil pela Universidade Potiguar- lili.sousa.125@gmail.com ³Graduanda em Engenharia Civil pela Universidade Potiguar- stella.souza3@hotmail.com ] Eles também obedecem às condições econômicas desiguais impostas com os desequilíbrios regionais e habilidade dos governos de atraírem investimentos para onde a produção de energia solar participa como estrutura produtiva complementar à matriz energética e a outras economias de escala. Na visão da Organização das Nações Unidas, o desenvolvimento das atividades econômicas deveriam levar em conta as demandas sociais e a capacidade de carga dos estratos ambientais do planeta. No que tange à geração de energia, a principal alternativa apresentada foi/é a diversificação da matriz energética no qual se torna relevante à geração e distribuição de energias renováveis. No Brasil, o debate sobre o uso de energias alternativas/renováveis começa ainda na década de 1970 quando o país tem um freio na sua economia devido à crise internacional do petróleo. Iniciativas como o Programa Pró-Alcool e projetos isolados de captação de energia através de fontes distintas a do petróleo demonstram que o país ensaiou algumas possiblidades de geração de energias através de fontes alternativas/renováveis. A possibilidade do uso de energias que não agridem o meio ambiente abre um leque de discussão interessante já que o país e suas regiões mais pobres poderão contar com uma matriz energética limpa, dando uma prova de que é possível conciliar desenvolvimento econômico aos limites da natureza. Nesse sentido, o discurso da sustentabilidade justifica a geração de energias através de fontes alternativas, entre elas, a energia solar. Entre as regiões brasileiras, o Nordeste é considerado uma das mais promissoras para os grupos econômicos internacionais do setor energético. Por seus recursos naturais, os argumentos em defesa da vocação da região aliam-se ao intenso regime de estiagem enquanto fator natural importante na definição do tamanho e território ocupado pela energia solar fotovoltaica. No Rio Grande do Norte, estado com investimentos na energia renovável, os estudos sobre a energia solar fotovoltaica ainda são pequenos, e pouco se conhece de sua capacidade enquanto estrutura produtiva complementar de conectar escalas. A energia solar nada mais é do que o aproveitamento da radiação solar emitida sobre a Terra. É uma fonte de energia altamente potente e inesgotável, pois uma grande quantidade de radiação é emitida sobre o planeta todos os dias [1]. Visto que a disponibilidade de energia solar na natureza é abundante, é de suma importância saber como aproveitá-la para a geração de energia. A produção de energia solar fotovoltaica tem uma participação muito pequena na matriz energética brasileira, apenas 0,02%, porém vem crescendo exponencialmente nos últimos meses devido à inflação da conta de luz [2]. No Brasil, aproximadamente 90% da energia elétrica, é proveniente do uso de hidrelétricas, que causam grande impacto ambiental e tem um custo elevado de implantação. Diante disso, é grande a necessidade de utilizar fontes alternativas para geração de energia, uma dessas alternativas é através da energia solar fotovoltaica [3]. Visto que é necessário diversificar matriz energética brasileira, é fundamental investir no desenvolvimento de energias renováveis, de maneira a não depender somente das hidrelétricas. Há duas formas de aproveitar a energia solar: a fotovoltaica, em que placas fotovoltaicas convertem a radiação solar em energia elétrica e a térmica, que usa o calor do sol diretamente para aquecer outro meio, geralmente água. Embora existam várias aplicações para o aproveitamento da energia solar, o aquecimento de água e a geração de energia elétrica são as mais utilizadas [4]. O objetivo geral do trabalho é analisar o contexto da energia solar fotovoltaica no estado do Rio Grande do Norte e na região nordeste e fazer uma análise da capacidade do estado de aplicar esse tipo de energia, entender quais as limitações para o crescimento da mesma e se é viável economicamente investir nesse setor. Também estudaremos formas de mostrar o que pode ser feito para aumentar o uso dessa tecnologia como forma de obtenção de energia elétrica a fim de diversificar a matriz energética do Brasil. 2. JUSTIFICATIVA A análise do tema proposto, tem como justificativa analisar a importância do estudo das energias renováveis para geração de energia elétrica. O estado do Rio Grande do Norte possui um alto índice de incidência solar, um dos maiores dentro do território brasileiro, isso é um fator que o torna apto a receber recursos para instalação de usinas solares fotovoltaicas. Com o avanço da tecnologia e o alto consumo de recursos energético, é fundamental encontrar outras formas de geração de energia limpa e renovável, sem depender unicamente das hidrelétricas (principal meio de geração de energia elétrica no Brasil) a fim de reduzir o risco de apagões que tem gerado grande preocupação no governo e na sociedade em geral. 3.1 Objetivo Geral Analisar o uso de energia solar fotovoltaica na região nordeste, especialmente no estado do Rio Grande do Norte. Entender o que pode ser feito para aumentar o uso dessa tecnologia como forma de obtenção de energia elétrica a fim de diversificar a matriz energética do Brasil. 3.2 Objetivos Específicos Analisar o custo benefício da utilização de painéis solares fotovoltaicos no Nordeste e especificamente no Rio Grande do Norte. Verificar a possibilidade de aumentar o percentual do uso de energia solar fotovoltaica na matriz energética brasileira. Realizar um levantamento da quantidade de painéis solares fotovoltaicos que já estão sendo utilizadosno Brasil e verificar quais os benefícios que o uso dos mesmos gerou para o consumidor 4.REFERENCIAL TEÓRICO 4.1 Sistema Fotovoltaico O efeito fotovoltaico acontece quando a luz solar, através de seus fótons, é absorvida pela célula fotovoltaica. A energia dos fótons da luz é transferida para os elétrons que então ganham a capacidade de movimentar-se. O movimento dos elétrons, por sua vez, gera a corrente elétrica. A distribuição das células fotovoltaicas pode ser de diversas formas, a mais comum é a montagem de módulos solares ou painéis[5]. Além dos painéis fotovoltaicos, também se utilizam filmes flexíveis, com as mesmas características, ou até mesmo a incorporação das células em outros materiais, como o vidro. As diferentes formas com que são montadas as células se prestam à adequação do uso, por um lado maximizando a eficiência e por outro se adequando às possibilidades ou necessidades arquitetônicas. - O painel solar reage coma a luz do sol e produz energia elétrica (energia fotovoltaica). Os painéis solares, instalados sobre o seu telhado, são conectados uns aos outros no seu inversor solar - Um inversor solar convert a energia a energia solar dos seus painéis fotovoltaicos em energia que pode ser usada na sua casa. - A energia que sai do inversor solar vai para o “quadro de luz” e é distribuída para sua casa - Essa energia pode ser usada para tudo aquilo que usa energia elétrica e estiver conectado na tomada. - Quando produz mais energia do que esta consumindo, este excesso de eletricidade vai para rede elétrica e vira “créditos de energia” para serem utilizados de noite ou nos próximos meses. 5. ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA NO BRASIL A energia é uma fonte de energia altamente potente e inesgotável, pois uma grande quantidade de radiação é emitida sobre o planeta todos os dias. Visto que a disponibilidade de energia solar na natureza é abundante, é de suma importância saber como aproveitá-la para a geração de energia [6]. Embora existam várias aplicações para o aproveitamento da energia solar, o aquecimento de água e a geração de energia elétrica são as mais utilizadas. Atualmente, o Ministério de Minas e Energia desenvolve vários projetos para o aproveitamento da energia solar no Brasil, particularmente por meio de sistemas fotovoltaicos de geração de eletricidade, visando ao atendimento das comunidades rurais e/ou isoladas da rede de energia elétrica e ao desenvolvimento regional [6]. Na figura 2, a seguir tem-se representado uma estação de captação de energia solar através de painéis fotovoltaicos. Figura 02: Estação de captação de energia solar. Fonte: (Brasil Escola) O estudo de fontes renováveis de energia é muito importante para o desenvolvimento dos países, visto que a energia elétrica é de suma importância para os seres humanos, indispensável para realização de suas atividades. Fontes renováveis são as que se utilizam de recursos não esgotáveis tais como a radiação solar, os ventos, a energia hidráulica, a biomassa, o calor geotérmico e outros [7]. O custo da produção de energia elétrica precisa ser barateado, a fim de evitar sobressaltos no valor da conta de luz e garantir que haja energia suficiente para atender a demanda da população. Para isso é necessário escolher bem qual a fonte de energia que será usada nessa produção. O preço e a viabilidade de uma dada fonte energética dependem muito da implementação de políticas públicas, de incentivos, de crédito com baixos juros, de redução de impostos. Enfim, de vontade política para fazer acontecer [8]. O Brasil tem grande potencial de geração de energia solar devido a maior parte do território brasileiro está localizado próximo à linha do equador, o que implica em dias com maior quantidade de horas de radiação solar como mostra a tabela da figura 02 [09]. Tabela 01: Irradiação solar em kWh/m^2.dia. (WWF) IRRADIAÇÃO SOLAR ( kWh/m2.dia) País Mínima Máxima Média Área(mil.km2) Alemanha 2,47 3,42 2,95 357,02 França 2,47 4,52 3,49 543,97 .Espanha 3,29 5,07 4,18 508,97 Brasil 4,25 6,75 5,50 8.515,77 O Nordeste apresenta os maiores valores de irradiação solar global, com a maior média e a menor variabilidade anual, dentre todas as regiões geográficas. Os valores máximos de irradiação solar são observados na região central da Bahia e no noroeste de Minas Gerais [10]. A geração de energia solar nas residências e comércios brasileiros poderia produzir 283,50 milhões de MWh por ano, caso todo esse potencial de geração fosse aproveitado a partir de sistemas fotovoltaicos. Todo esse volume seria suficiente para abastecer aproximadamente 249,8 milhões de MWh por ano, que equivale a mais de duas vezes o consumo de eletricidade doméstico [20]. “Os custos de um sistema solar fotovoltaico no Brasil dependem principalmente do tamanho e da complexidade da instalação. A grande variação de preço entre os fornecedores é relacionada à qualidade dos componentes utilizados, o tamanho da empresa (empresas maiores tem mais poder de compra e compram mais barato) e a complexidade da instalação” [21]. Abaixo, nas figuras 03 e 04 temos dois gráficos que mostram o preço médio em dólares, dos sistemas fotovoltaicos por faixa de potência no Brasil, referente ao ano de 2014 e a composição do custo total da instalação de um sistema de geração distribuída fotovoltaica no Brasil em 2014. Figura 03- Preço médio dos sistemas fotovoltaicos por faixa de potência – Brasil – 2014 (EPE). . Figura 04: Composição do custo total da instalação de um sistema de geração distribuída fotovoltaica – Brasil – 2014 (EPE). A criação da Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) foi de fundamental importância para representação do setor de energia fotovoltaica no Brasil A associação foi criada em 2013, com o intuito de coordenar, representar e defender os interesses de seus associados quanto ao desenvolvimento do setor e do mercado de energia solar fotovoltaica no Brasil e no exterior, promovendo e divulgando a utilização da energia solar fotovoltaica no país [22]. -QUATIDADE DE ENERGIA GERADA PELO PAINEL SOLAR A melhor forma de medir quanta energia um painel solar gera é medir a quantidade luz recebida ao meio dia, horário de maior índice de radiação solar. Além disso, é importante considerar o tamanho do painel. Esses dados variam de acordo com cada caso, cidade e estação do ano. Por isso, o resultado da equação é variável e não existe um número fixo. Para ter um ponto de referência, trabalha-se com uma média atual de 150 watts para um painel solar com 1 metro quadrado, multiplicando isso pela incidência solar diária é possível obter a geração diária por m². Para facilitar o cálculo é utilizada a medida Watt/pico, ou seja, qual a capacidade do painel nos melhores momentos de luz solar. Caso seja necessário ampliar a capacidade de captação de energia, basta instalar novos painéis solares, sem que seja necessário alterar mais nenhum fator na estrutura do imóvel além do serviço que já foi realizado na instalação inicial. Algumas ferramentas podem auxiliar no cálculo do potencial de produção de energia solar. Por meio de uma imagem de satélite é realizado um cálculo da área útil do telhado do imóvel escolhido. Assim, é possível saber qual o espaço disponível para a instalação dos painéis. Algumas ferramentas vão além e consideram a posição do sol ao longo do ano e a temperatura média da região para complementar o cálculo. -TIPOS DE PAINEIS SOLARES Existem três tipos básicos de painel solar fotovoltaico: · Painéis Solares Monocristalinos – São mais eficientes e feitos de células monocristalinas de silício. O silício utilizado deve ter elevada pureza, o que envolve um processo complexo para fabricar os cristais únicos de cada célula. · Painéis Solares Policristalinos – São um pouco menos eficientes que os monocristalinos. Nestes painéis as células são formadas por diversos e não somente um cristal, dando uma aparência de vidro quebrado à célula. · Painéis de Filme Fino – Omaterial fotovoltaico é depositado diretamente sobre uma superfície, como metal ou vidro para formar o painel. São muito mais baratos e também muito menos eficientes. A área disponível pode ser uma restrição, pois a baixa eficiência deve ser compensada por uma área maior. A escolha dos tipos e da quantidade de painéis depende das demandas de uso da energia e do local da instalação do sistema de energia solar. -ARMAZENAMENTO ANEEL em sua Resolução Normativa 482, de 2012. Esta criou e regulamenta o chamado sistema de compensação de energia elétrica, através do qual o consumidor que instala um sistema em sua casa ou empresa, pode conectá-lo a rede da distribuidora local e passar a fazer a troca da energia gerada durante o dia e injetada na rede pela energia consumida da mesma durante a noite. No entanto, isso ainda cria um elo de dependência do consumidor com a distribuidora (COSERN) e acarreta na maior desvantagem dos sistemas On-Grid: a cessão da geração no caso de queda da rede, a qual, infelizmente, é necessária para evitar riscos ao sistema e aos profissionais reparando a rede. Além disso, isso representa um problema na medida em que grande volume do consumo elétrico dos consumidores vem daquelas horas em que o sol não está brilhando alto no céu e, consequentemente, os sistemas não estão gerando energia, o que acarreta, muitas vezes, em um sobrecarregamento das redes de transmissão. A forma para armazenar a energia elétrica gerada pelos sistemas fotovoltaicos é a mesma daquela usada em outras aplicações energéticas, ou seja, através de baterias, que variam em sua constituição e qualidades. A bateria possui uma função muito importante no sistema. Ela permite o armazenamento de energia para ser usada posteriormente e também evita que variações da insolação interfiram no funcionamento dos equipamentos. Por exemplo, se você está usando um determinado aparelho elétrico e uma nuvem obscureça o sol, a corrente gerada pela placa solar iria diminuir, porém, com a bateria isso não acontece. A bateria evita que a transmissão de energia seja cortada, garantindo assim, o funcionamento dos equipamentos. ~ sistema on-grid/off-grid O sistema On Grid significa que você está produzindo a sua energia mas a produção de energia da sua usina não é auto suficiente, ou seja, ela não tem capacidade de suprir toda a necessidade energética da sua residência ou empresa,. Desta maneira, o sistema é On Grid pois ele gera energia elétrica, está interligado à rede de energia elétrica da distribuidora de energia da sua região. O sistema On Grid pode até mesmo ter a capacidade de enviar a energia elétrica excedente que ele pode estar produzindo em determinado momento e não está sendo consumida na sua residência, no entanto, no final do mês você ainda terá que pagar consumo de energia para a distribuidora de energia da sua região(COSERN) pois a sua mini usina de energia não foi capaz de produção tanta energia elétrica quanto a consumida por você. Sistema Off Grid, esse sistema significa que a sua mini usina de geração de energia é auto suficiente, ou seja, ela não vai depender da energia fornecida pela concessionária de distribuição de energia, mesmo que a sua casa ou empresa estejam interligados ao sistema da concessionária. 2.2.1 EXPANSÃO DA ENERGIA SOLAR NO BRASIL O Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE) estima que a capacidade instalada de geração solar chegue a 8.300 MW em 2024, sendo 7.000 MW de geração centralizada e 1.300 MW de geração distribuída. A proporção da geração solar chegará a 1% da total. Em razão do forte crescimento das instalações distribuídas, o atual ciclo do PDE 2025 amplia as metas para esta modalidade, podendo passar de 5.000 MW ao final do período do estudo. Estudos para o planejamento do setor elétrico em 2050 estimam que 18% dos domicílios no Brasil contarão com geração fotovoltaica (8,6 TWh), ou 13% da demanda total de eletricidade residencial. Isso mostra que a geração de energia fotovoltaica no país, tem um potencial enorme de crescimento e que irá expandir-se de acordo com o passar dos anos [24] Os estados brasileiros que mais instalam energia solar são Minas Gerais, Rio de Janeiro, Rio Grande do Sul e São Paulo, sendo MG um dos pioneiros e com mais instalações e o RJ com melhor potencial e mais instalações por m². São Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais e Santa Catarina, são os estados que mais adotam e instalam sistemas solares fotovoltaicos na área empresarial. [25]. Há um programa voltado para o incentivo às fontes alternativas de energia elétrica, o Proinfa. O mesmo tem o objetivo de diversificar a matriz energética brasileira, sempre estudando formas de aumentar a segurança no abastecimento de energia elétrica, permitindo assim a valorização das características e potencialidades regionais e locais [26]. O PROINFA permite o aumento da participação de empreendimentos que utilizam fontes eólicas, biomassa e pequenas centrais hidrelétricas (PCH) no sistema elétrico interligado nacional (SIN). 3. O CENÁRIO REGIONAL NORDESTINO DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA Em 2015, a produção de energia solar fotovoltaica no nordeste foi destaque em congresso da Aneel, denominado VIII Citenel, realizado na Costa do Sauipe. Nesse congresso houve debate sobre fontes alternativas de energia em especial solar e eólica, suas aplicações com o poder público, consumidores industriais, residenciais e comerciais. O evento é de grande importância para o desenvolvimento do setor, pois atrai a atenção de 700 especialistas nacionais e internacionais [27]. O nordeste possui condições climáticas bastante favoráveis para o desenvolvimento de energia solar fotovoltaica como destaca Rodrigo Sauaia, diretor executivo da Absolar (Associação Brasileira de Energia Solar): O Banco do Nordeste (BNB) trouxe uma novidade para as empresas nordestinas, em 2016, uma linha de crédito denominada FNE Sol, com condições diferenciadas para quem deseja investir na implantação de sistemas de geração de energia limpa. Esse financiamento é mais uma alternativa para as empresas que precisam de recursos para começar a investir em geração de energia A iniciativa de financiar empresas que se preocupassem em gerar energia a partir de uma fonte renovável e limpa, deveu-se à importância da criação de recursos para o aumento da produção de energia solar. O crédito destina-se a empresas de qualquer porte e setor, produtores e empresas rurais, cooperativas e associações, podendo ser financiados sistemas completos envolvendo geradores de energia, inversores, materiais auxiliares e a própria instalação [28]. Segundo a Enova Energia, 2017, as taxas e os prazos do financiamento são atrativos e, portanto geram parcelas inferiores ao valor atual da conta de luz, compensando o investimento [29] Fazendo uma analise dos potenciais da região nordeste, é fácil perceber que a região possui todas as características necessárias para produção de energia solar fotovoltaica. O nordeste possui nove estados, neste trabalho será feito um estudo de como está o desenvolvimento da energia solar fotovoltaica nos estados nordestinos, identificando quais as principais características da produção desse tipo de energia dentro dos mesmos e verificando quais os principais produtores 3. O CENÁRIO REGIONAL NORDESTINO DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA Em 2015, a produção de energia solar fotovoltaica no nordeste foi destaque em congresso da Aneel, denominado VIII Citenel, realizado na Costa do Sauipe. Nesse congresso houve debate sobre fontes alternativas de energia em especial solar e eólica, suas aplicações com o poder público, consumidores industriais, residenciais e comerciais. O evento é de grande importância para o desenvolvimento do setor, pois atrai a atenção de 700 especialistas nacionais e internacionais [27]. O nordeste possui condições climáticas bastante favoráveis para o desenvolvimento de energia solar fotovoltaica como destaca Rodrigo Sauaia, diretor executivo da Absolar (Associação Brasileira de Energia Solar) 3.1. ALAGOAS Em 2017, Alagoas contou com umainiciativa muito significativa para o crescimento da utilização de energias renováveis. O deputado Paulo Mourão propôs que o estado alagoano instalasse painéis solares para reduzir custos com energia. A ideia é baixar o custo da energia e solucionar a deficiência de recursos hídricos no sudeste. Ele falou da importância de investir em novas matrizes energéticas e fontes renováveis [30] De acordo com o deputado Paulo Mourão, o objetivo é promover o uso da energia solar como meta de diminuição de gastos, tendo em vista que a energia solar gera uma economia que varia entre 50% e 95%. "A energia solar é uma solução economicamente viável. Vamos dar um exemplo a outros órgãos públicos do estado para que adotem também a mesma medida, gerando aí uma economia ao estado", destacou. 3.2 PARAÍBA Em 2013, a Paraíba era o estado que registrava a maior incidência de raios solares do país. Mesmo com todo esse potencial para gerar energia os paraibanos utilizavam placas apenas para aquecer água. De acordo com dados da Aneel, no ano de 2013, nenhum consumidor paraibano requereu ligação ao sistema da concessionária de energia do estado, Energisa. Alguns hotéis do estado utilizam as placas solares fotovoltaicas para aquecer a água e economizar no chuveiro elétrico. Segundo o professor Zaqueu Ernesto da Silva, diretor do Centro de Energias Alternativas e Renováveis da Universidade Federal da Paraíba (UFPB), a região paraibana tem entre cinco horas e meia e seis horas e meia de horas úteis de luz solar por dia. Com essa incidência solar daria para gerar de 800 a 100 w de energia em um metro quadrado. Ele ressalta que a região do semiárido paraibano é altamente indicada para geração de energia solar [32]. Para o dono da empresa Top Solares, Nicolas Altbaum, sediada na Paraíba as maiores dificuldades enfrentadas no ramo de energia solar são os baixos incentivos e financiamentos voltados para o setor e o processo de importação. Ele afirma que é preciso um projeto importante de financiamento ou de solidez financeira. 3.2. PIAUÍ Existem alguns lugares no mundo que possuem maiores capacidades de captação de energia solar, o Sertão do Parnaíba (localizado no estado do Piauí) é o segundo melhor lugar para captação de energia solar. O sertão nordestino perde somente para o deserto do Saara, localizado no continente africano. Se analisado o consumo de energia do Estado do Piauí, que possui 3,8 milhões de habitantes, é possível concluir que este poderia ser provido com a instalação de 2,5 milhões de placas solares, que podem gerar 663 MegaWatts. Isso ocuparia uma área de 4.433 hectares com as usinas fotovoltaicas, que equivale a somente 0,07% de todo território piauiense [33]. Em 2013, o Piauí recebeu da Sudene ( Superintendência de Desenvolvimento do Nordeste), R$ 2 bilhões para investimentos em energia solar. Isso mostra a importância do estado e a necessidade de que o mesmo possua representantes em órgãos federais, a exemplo da Sudene. A energia solar também é utilizada para bombear água no Piauí. Em 2015 através do projeto, Sol e Água no Sertão, desenvolvido pelo Instituto Piauí Solar, foram instaladas 10 placas de captação de energia solar na comunidade de Exu, em Oeiras, região localizada no centro-sul piauiense, com objetivo de gerar energia capaz de mover uma bomba de água. Figura 06: Placas fotovoltaicas instaladas pelo Instituto IPS. (Época Negócios) O diferencial do projeto, único no Estado, é o fato de utilizar um dispositivo para unir os painéis fotovoltaicos a uma motobomba trifásica, tornando o sistema mais barato e facilitando a manutenção e troca de equipamentos. O projeto contou com o apoio do Laboratório de Sistemas Fotovoltaicos da Universidade de São Paulo e de instituições locais (CEFAS, FUNDED e SEMA) [34] Para Paulo Mourão: "O estado do Piauí está dando um exemplo, mudando a sua matriz energética e inclusive mudando a qualificação do trabalhador. Isso é algo inovador.” A universidade Federal do Piauí também desenvolve projetos que utiliza energias alternativas, um deles é o de Revitalização de Kit Solar, que capta energia solar por meio de placas fotovoltaicas, convertendo radiação solar em energia elétrica, alimentando luminárias e coletando dados. Também possui o projeto de Dimensionamento de Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede, com o objetivo de realizar estudos e cálculos para propor a instalação de uma pequena usina solar fotovoltaica no Campus, além de outro de desenvolvimento de modelos de bateria, utilizado para simulações de sistemas fotovoltaicos isolados [35] 3.3. BAHIA De acordo com dados da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), a Bahia possui 108 usinas de produção de energia solar fotovoltaica. Cinco delas estão instaladas na Bahia. O estado concentra grande parte dos parques eólicos e solares a serem instalados no Brasil, a partir de 2015. O investimento da Bahia foi de 3,4 bilhões, tornando-o destaque dos empreendimentos das empresas que participaram do leilão de energia de reserva, feito pela Aneel [36]. A Bahia dispõe de um sistema de geração de energia fotovoltaica muito bem sucedido, denominado Programa de Eficiência energética da Coelba (Companhia de Eletricidade do Estado da Bahia). Através do programa, foi criada uma usina solar no Estádio de Pituaçu. Para tornar-se pioneira no uso de energia solar na América Latina, a Coelba precisou investir R$ 3,8 milhões e contou com mais R$1,7 milhões concedidos pelo governo da Bahia, formando R$ 5,5 milhões. Todo esse investimento será compensado pela economia de cerca de R$120 mil por ano, que somado ao fato de a geração de energia da usina ser maior que seu consumo torna a aplicação economicamente viável. Abaixo é possível entender como são estruturados os painéis solares do estádio. Figura 07: Uma das estruturas de painéis estádio. (Site-Impressão Digital) 3.4 CEARÁ O estado do Ceará criou, em 2009, o Fundo de Incentivo à Energia Solar (Fies), com o objetivo de cobrir custos adicionais da geração solar relacionado às outras fontes. Dois anos depois, em 2011, o estado ganhou sua primeira usina comercial de energia solar. A usina denominada MPX Tauá, localiza-se no Sertão dos Inhamuns, em Tauá à 344 km de Fortaleza. A escolha desse município deveu-se a sua forte incidência solar anual. A MPX Tauá tinha capacidade de gerar 1 megawatt, suficiente para abastecer 1,5 mil famílias. [37] Figura 08: Imagem da usina MPX Tauá. (Portal G1) 3.5 PERNAMBUCO Pernambuco tem investido em políticas e ações voltadas para o incentivo e aplicação de energias renováveis. O leilão PE Sustentável, foi realizado em 2013 e trouxe a inserção do uso da energia solar para a matriz energética do estado. O PE Solar foi criado pelo Governo do Estado, através da secretaria de Desenvolvimento Econômico (SDEC) e da SEMPETQ (Secretaria de Micro e Pequena Empresa, trabalho e qualificação). O Governo de Pernambuco tornou-se o primeiro a realizar um leilão de energia solar no País. Foram contratados através do leilão, 92 megawatts de energia solar. O programa PE Solar, pretende incentivar a implantação de microgerações e minigerações de fonte solar distribuídas em todo Estado nas instalações consumidoras. Isso permite que pequenas e médias empresas tenham acesso tanto a tecnologia quanto ao financiamento de seus projetos. 3.6. MARANHÃO O maranhão é um estado que também vem investindo na aplicação de energia solar fotovoltaica. Algumas empresas maranhenses estão utilizando painéis solares fotovoltaicos como forma de gerar energia elétrica. É o caso da escola Universidade Infantil Rivanda Berenice (UIRB), que instalou o sistema solar na escola como forma de obter energia mais barata. Com o sistema instalado, a dona da escola pretende economizar bastante na conta de energia. Mesmo após a instalação dos painéis solares, o consumo de energia com a concessionária do estado, Cemar (Companhia Energética do Maranhão), ainda é mantido e o cliente que instala esse tipo de sistema, paga apenas um custo mínimo de energia, pelo fato domesmo está conectado a rede [38] 3.7 SERGIPE O estado de Sergipe também tem participado da produção de energia solar fotovoltaica. Como exemplo da aplicação desse tipo de produção temos o sistema utilizado no município de Nossa Senhora do Socorro, localizado na grande Aracaju. O comerciante José Augusto utilizou o sistema fotovoltaico em sua mercearia como forma de gerar energia limpa e conseguiu reduzir a conta de energia em 98,5%. O valor da conta passou de R$1120 para apenas R$17,30 em menos de três meses. O comerciante tem uma opinião bastante interessante em relação à geração de energia solar, para ele: “Além de economizar, ainda estou contribuindo com o meio ambiente, produzindo energia limpa. Figura 09: Na imagem é possível ver as 40 placas solares instaladas no comércio. (Fábio Veríssimo) 4. PRODUÇÃO DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA NO RIO GRANDE DO NORTE O estado do Rio Grande do Norte possui um alto índice de incidência solar, um dos maiores dentro do território brasileiro. Isso é um fator que o torna apto a receber recursos para instalação de usinas solares fotovoltaicas. Estudos realizados a partir de medições solarimétricas realizadas em Natal mostram que é justificada a implantação de centrais solares fotovoltaicas no RN [40]. O cenário da produção de energia solar fotovoltaica é bastante atrativo no estado norte rio-grandense. Em 2015 governo federal fechou parceria com o estado e por meio do Programa Água Doce, inaugurou o primeiro sistema de dessalinização alimentado por energia solar. O sistema foi instalado no município de João Câmara (RN), e gera uma oferta de água potável que abastece 220 pessoas [41]. Para aos especialistas em energias renováveis com as ótimas condições do estado para geração de energia solar fotovoltaica também há algumas dificuldades. Como a energia solar depende da incidência do sol sempre precisará conviver com outras formas de energia. Isso é uma característica que leva a dependência do regime hidráulico. Para resolver a questão o governo já reviu o modulo elétrico em 2006 e 2007, passando a não depender unicamente das águas dos rios que precisam das chuvas. Segundo o secretário de Recursos hídricos e Ambiente Urbano do Ministério do Meio Ambiente, Ney Maranhão: “Os painéis fotovoltaicos garantem maior autonomia às comunidades, que deixam de depender da prefeitura ou outra instituição para arcar com a conta de luz e o custo da adaptação para captar a energia do sol é baixo". De acordo com o coordenador Nacional do Programa Água Doce, Renato Ferreira, a unidade é um projeto piloto, mas a tendência é que ela seja instalada em outras comunidades rurais. O sistema é eficaz em aumentar a sustentabilidade ambiental, social e energética da comunidade, fazendo cessar a preocupação com a conta de luz. Para, Ieda Cortes, coordenadora estadual do programa: “O Rio Grande do Norte é o estado que tem uma incidência solar altíssima e temos que aproveitar isso, levar para outras regiões do estado como o Seridó, Auto- oeste e o Agreste". É possível comprovar a alta incidência de radiação solar em Natal-RN através dos gráficos mostrados na figura abaixo. Eles mostram uma incidência de radiação solar que não possui variações extremas ao longo dos meses, em cada ano analisado. Essa condição é excelente para o aproveitamento de energia solar e posterior geração de energia elétrica [37]. Figura 11: Gráfico mostrando a radiação solar média em 2010. (Wanderley e Campos) Figura 11: Gráfico mostrando a radiação solar média em 2011. (Wanderley e Campos) Figura 12: Gráfico mostrando a radiação solar média em 2012. (Wanderley e Campos) A expectativa é que as usinas fotovoltaicas do IFRN gerem uma economia de R$541.000 em 2016 (correspondente a 10% da despesa total com energia elétrica do IFRN em 2015). No ano de 2015 a economia foi de R$215.000. Muitos investidores, entre eles, fabricantes de painéis solares, construtores de usinas fotovoltaicas, empresários que veem possibilidade de lucrar com a produção de energia elétrica a partir de células fotovoltaicas, demonstram interesse em se inserir no RN [38]. Em 2013, o RN inaugurou a UFV-AR no município de Alto do Rodrigues, uma usina fotovoltaica com capacidade de geração de 1,1 MW, interligados a rede de distribuição de energia elétrica. Ela tem capacidade para fornecer energia elétrica a oito mil residências. O acionista majoritário da usina é a Petrobras e a empresa espera que o empreendimento gere 1,65 GWh por ano, o que evita a emissão de 380 toneladas de carbono. O projeto da UFV-AR compreende também a construção de uma plataforma experimental que tem capacidade de 10kW, dentro do laboratório de Eletrônica de Potência e Energias Renováveis, que faz parte do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) [39]. A implantação da usina de Alto do Rodrigues mostra a preocupação da ANEEL em criar programas para pesquisar e desenvolver projetos que preocupem-se com a geração de energia renovável. Isso é muito importante para expandir a produção de energia solar no Brasil, aproveitando ao máximo as potencialidades de cada região. Em 2016 uma usina fotovoltaica foi instalada no Campus Pau dos Ferros do IFRN. A usina teve que passar por uma inspeção e autorização da Cosern- Companhia Energética do Rio Grande do Norte. O Gerador irá diminuir R$54.700 a despesa anual da unidade IFRN. A implantação da usina evitará a emissão de aproximadamente 15 toneladas de CO² na atmosfera. A produção anual de energia da mesma é por volta de 171,6 MWh que é equivalente a 35% do consumo de energia elétrica nos últimos 12 meses de 2015. A figura abaixo mostra como foi feita a instalação dos painéis solares fotovoltaicos da usina. Figura 13: Instalação de usina solar fotovoltaica no Campus IFRN. (Portal IFRN) No campus do IFRN de Natal também foram instaladas placas fotovoltaicas. No total foram 480 painéis de 235 Wp e 345 painéis de 245 Wp. A figura abaixo mostra os painéis instalados. Figura 14: Painéis solares fotovoltaicos instalados na UFV-IFRN Natal Central. (Wanderley) 5. FINANCEIRIZAÇÃO DO SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICOS Os bancos que oferecem linhas de crédito para o financiamento de energia solar são Banco do Nordeste, Banco do Brasil e Santander. No banco do nordeste podem ser financiados sistemas completos envolvendo geradores de energia, inversores, materiais auxiliares e instalação e o Santander oferece linha de crédito especifica para financiar máquinas, equipamentos e projetos que promovam eficiência energética e a produção de energia renovável. Em relação aos leilões de energia solar, há uma tendência de que estes atraiam uma boa quantidade de fabricantes de componentes. A expansão do mercado de micro e minigeração distribuída também têm grandes possibilidades de acontecer. No caso do RN esse tipo de sistema ainda é muito pequeno. “O número pequeno de sistema de micro e mini geração se deve à falta de disponibilidade de recurso financeiro para investir em um sistema. Sua viabilidade econômica já é justificada, um dos gargalos são as condições financiamentos específicos para essa aplicação”. Uma grande vitória para o setor de energia solar é que em maio de 2017, o mercado de energia solar deverá produzir seu primeiro gigawatt. A entrada de novas usinas em operação e as negociações envolvendo aquisições de empreendimentos é responsável pela expansão dos números do setor, que mesmo crescendo aos poucos tem bastante potencial a ser explorado. [59] Analisando a situação da energia solar no estado do estado do RN, é notória a forte capacidade que o mesmo possui para produzir energia solar. Todo o potencial do estado ainda é pouco explorado, mas percebe-se que o cenário está mudando e aos poucos consumidores residenciais e empresas vem investindo nesse setor. O governo também tem se interessado em desenvolver as formas de energias renováveis. 6. RESULTADOS E DISCUSSÕES Apartir da análise dos dados obtidos através de pesquisas relacionadas ao contexto da energia solar fotovoltaica dentro do Rio Grande do Norte, é possível garantir que o estado possui ótimas condições para aplicação de energia solar fotovoltaica. Os gráficos apresentados nas figuras 04, 05,06 mostram uma incidência de radiação solar que não possui variações extremas ao longo dos meses, em cada ano analisado. No artigo foi apresentado diversas características que envolvem a produção de energia solar fotovoltaica no Brasil e especificamente no estado do Rio Grande do Norte, as mesmas provam que esta produção ainda é muito pequena, mas vem recebendo incentivo por parte do governo, interessado em diversificar sua matriz energética. Conclui-se através da literatura disponível sobre energia solar fotovoltaica, que aumento da produção de painéis solares fotovoltaicos, depende do aumento de tecnologias específicas para esse tipo de painéis. São necessárias linhas de créditos que atendam também a rede consumidora, visto que como mostrado no artigo, os poucos financiamentos existentes são apenas para empresas. A desvantagem da produção de energia solar fotovoltaica no país está diretamente relacionada com o custo que o sistema solar possui. O valor para instalar os painéis é alto, visto que não há produção dos mesmos no Brasil, fazendo com que as empresas tenham que importar os painéis, aumentando o preço final do produto. 7.METODOLOGIA O trabalho recorre aos dados públicos sobre a produção de energia e encontrados disponíveis e distribuídos nos meios digitais, internet, documentos, artigos, relatórios e outras fontes descritivas oficiais. Isto nos serviu para concluir a apresentação de um quadro descritivo das condições de produção de energia solar fotovoltaica, suas diferenciações regionais e produtivas. Além de compreender quais as barreiras que impedem o aumento da produção desse tipo de tecnologia e aplicação no setor da construção civil. 8. CONCLUSÃO A partir dos dados de medições solarimétricas do Rio Grande do Norte, é possível concluir que até mesmo em dias chuvosos, o índice de radiação solar é muito alto. Diante dessa alta taxa de radiação, comprova-se que o RN possui grande capacidade de implantação de energia solar fotovoltaica. Porém, mesmo com características que possibilitam o desenvolvimento e aplicação de energia solar fotovoltaica ela ainda é pouco utilizada, pois os custos financeiros para a obtenção de energia são muito elevados. Há muitos aspectos que explicam porque a participação da energia solar ainda é tão baixa no Rio Grande do Norte. Entre eles está o alto custo dos painéis solares fotovoltaicos, os mesmos não são fabricados no Brasil e necessitam ser importados, causando um aumento no preço. Além disso, os bancos, não oferecem linhas de crédito para os consumidores residenciais, os poucos financiamentos existentes são oferecidos apenas para empresas. Apesar do custo dos painéis solares ser alto, o investimento é compensado com o passar do tempo, como já foi mostrado no desenvolvimento do trabalho, a partir de depoimentos de empresários que já utilizam esse tipo de sistema. O preço da conta de energia elétrica chega a zerar, gerando uma grande economia para o consumidor. Além disso, toda produção excedente de energia pode ser vendida à rede pública. Fica claro que para o que haja um maior crescimento de inserção de energia solar fotovoltaica no Brasil é de grande importância que haja pesquisas e maior desenvolvimento tecnológico para aumentar sua eficiência e baratear seus custos de instalação. Embora seja considerada uma energia limpa e ambientalmente mais correta, a energia solar apresenta vantagens e desvantagens, fatores esses que possibilitam o seu uso em determinadas localidades do planeta e não em outras. No geral, especialistas em fontes de energia afirmam que o uso da energia solar é positivo. Para os mesmos, os problemas relacionados ao uso de energia solar fotovoltaica, poderão ser diminuídos ao longo do tempo. 9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
