Análise de Instalação Solar Fotovoltaica Conectada à Rede Elétrica Pública

A.B. Azevedo (1), R. Rüther (1) (2)

(1) Departamento de Engenharia Mecânica, CTC, Universidade Federal de Santa Catarina, Bloco A, LABSOLAR/NCTS, Cx. Postal 476, Florianópolis SC, cep: 88040-900
(2) Departamento de Engenharia Civil, CTC, Universidade Federal de Santa Catarina, LABEEE, Cx Postal 476, Florianópolis SC, cep: 88040-900

Palavras-chave: Energia Solar, Fotovoltaico, Silício Amorfo

Resumo

Sistemas fotovoltaicos interligados à rede elétrica pública vêm tornando-se ao longo dos anos uma tecnologia bastante promissora em termos do seu aproveitamento em muitos países. No Brasil esta configuração de sistema fotovoltaico ainda é bastante incipiente, havendo poucos deste tipo em funcionamento no país.

Em 1997 a primeira instalação fotovoltaica do Brasil interligada à rede elétrica pública utilizando painéis de silício amorfo (a-Si:H) foi posta em operação nas dependências do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina. O sistema constitui-se de 68 painéis solares com uma potência nominal instalada de 2kWp e uma área aproximada de 40 m2. Tal instalação pode ser visualizada na figura 1.

Ao longo de um período de dois anos foram coletados continuamente uma série de dados de irradiação solar, de temperatura, de potência, eficiência dos inversores e produção acumulada de energia.

Tivemos durante o período de análise uma produção média de cerca de 1300 kWh/kWp/ano [R.Rüther, 2000] ou cerca de 7,1 kWh/dia. Sendo assim, tal sistema seria suficiente para suprir a demanda de uma típica família de 4 pessoas no Brasil [R.Rüther, 2000] sem o uso de chuveiro elétrico, fato este que poderia ser facilmente solucionado utilizando-se painéis solares para aquecimento de água, constituindo-se assim um sistema híbrido térmico-fotovoltaico.

Estes números de produção referem-se especificamente a cidade de Florianópolis, localizada em uma região do Brasil que possui as mais baixas médias anuais de irradiação solar, como pode ser visto na figura 2.

Segundo os índices de irradiação propostos pelo atlas de irradiação de Colle e Perereira [1998] poderíamos calcular teoricamente o desempenho aproximado do sistema em outras regiões do país. Os resultados propostos encontram-se na figura 3. Para a realização deste cálculo foi necessário introduzir um fator de acréscimo de 2,5% nos níveis de irradiação da figura 3, pois estes se referem ao plano horizontal, sendo assim teríamos que transformar para o nível do plano dos painéis.

Algumas variáveis poderiam vir a afetar este quadro, como por exemplo a umidade do local, o período de chuvas, a temperatura (a eficiência dos painéis aumenta com a diminuição da temperatura). Sendo assim o quadro acima constitui-se de um modelo aproximado para estimar a produção de um sistema similar ao que pode ser encontrado nas dependências da Universidade Federal de Santa Catarina.

A produção de painéis fotovoltaicos ainda é insignificante em relação ao que seria necessário para que o potencial de redução de custos seja realizado (a produção mundial em 2000 foi da ordem de 300MW [P. Maycock, 2001]), ou seja, não há produção em escala, economicamente necessária para que os preços dos painéis sejam reduzidos. Ao mesmo tempo não existe uma cultura e um nível de informações que se fazem necessária quando da inserção de uma nova tecnologia.

Conclusões:

Diante disto podemos prever a importância da ação governamental no sentido de criar condições culturais e educacionais, bem como incentivos à produção e comercialização dos painéis fotovoltaicos.

Dentro do quadro de grave crise energética que afeta o Brasil (em especial), a diminuição do nível de água das represas é bastante interessante para o aproveitamento da tecnologia dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica pública visto que a seca (que causa a diminuição do potencial de geração hidrelétrica) coincide com o pico de produção fotovoltaica (o ambiente ensolarado e seco contribui para o aumento da produção).

Agradecimentos: o autor agradece à Fundação Alexander von Humboldt (Alemanha) por ter financiado o sistema em estudo e ao Prof. Ricardo Rüther pela orientação do trabalho.

Referências Bibliográficas:

Colle, S. e Pereira, E.B.,1998, Atlas de Irradiação Solar do Brasil, LABSOLAR-INMET
Rüther, R, 1998, Panorama atual da utilização da Energia Solar Fotovoltaica
Rüther, R, 2000, The First Grid-Connected Building-Integrated, Thin-Film Photovoltaic Installation in Brazil: Output Performance After Two Years, 16th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition
Maycock, P., 2001, PV News,Vol 18, 1 - 8