Energia Solar - Potencial, Impactos e Medidas de Controle no Brasil

Faculdade Pitágoras Campus Paragominas Engenharia de produção RAFAELA MARIA CARDOSO ARPINI RA 34191274967 ENERGIA SOLAR Paragominas 2022 Trabalho apresentado ao Curso de eng De produção da faculdade Pitágoras como requisito para obtenção de nota na matéria Gestão de recursos naturais 2 SUMARIO 1 INTRODUÇÃO3 2 REVISAO BIBLIOGRAFICA4 21 Energia solar4 22 Impactos positivos e negativos5 23 Medidas de controle7 3 CONSIDERAÇÕES FINAIS9 4 REFERENCIAS10 3 1 INTRODUÇÃO Historicamente a humanidade utiliza os recursos naturais do planeta para suprir suas necessidades energéticas ALMEIDA et al 2016 A geração fotovoltaica de eletricidade tem se apresentado em ascensão HOSENUZZAMAN et al 2015 Seja por ser proveniente de uma fonte renovável ou por não apresentar impactos tão significativos quanto as demais formas convencionais de aproveitamento energético FILHO et al 2015 O Brasil é um país com grande potencial enérgico para fins de geração de energia apresentando um dos maiores índices de irradiação solar do mundo Isso se justifica por grande parte do país está próximo a linha do Equador deste modo não tendo variação de radiação solar ao longo do dia BRASIL 2002 Observase que mesmo em regiões com menores incidência de radiação apresentam um acentuado potencial de aproveitamento energético se comparados por exemplo a regiões de maiores índice da Alemanha ABINE 2012 O potencial energético brasileiro aliado ao atual risco de escassez de energia elétrica cuja matriz elétrica é baseada em grandes usinas hidrelétricas e termoelétricas serve de motivação para que se busquem alternativas energéticas de cunho renovável FILHO et al 2015 A implantação da energia limpa e sustentável nos diversos setores principalmente nas empresas vem se tornando cada vez mais necessária e executável SILVA et al 2008 e ainda a energia solar foi eleita como a maneira mais barata de gerar eletricidade atualmente EIA2020 Entretanto os impactos ambientais provenientes da implantação bem como da operação de uma usina solar não podem ser negligenciados Os sistemas fotovoltaicos seja em geração centralizada ou descentralizada têm experimentado grande crescimento mundial nos últimos anos TURNEY FTHENAKIS 2011 devido principalmente ao aumento das demandas e às limitações de recursos agravadas pela aceleração da degradação ambiental Considerando o apresentado e o grande potencial solar energético do Brasil o presente trabalho vem abordar as questões relacionadas a energia solar seus impactos e medidas mitigatórias 4 2 REVISAO DE LITERATURA 21 Energia solar Observado pela primeira vez por Becquerel em 1839 o efeito fotovoltaico responsável por converter a radiação solar em eletricidade IMHOFF2007 Essa conversão ocorre quando a energia luminosa incide sobre as células solares que são materiais semicondutores convenientemente tratados Atualmente o Brasil possui a matriz energética mais renovável do mundo são cerca de 453 dos tipos de energia utilizados no mundo eles são provenientes hidroelétricas biomassa e etanol eólicas e uma micro participação da fonte Solar Fotovoltaica Figura X figura 1 matriz elétrica brasileira O sistema fotovoltaico representa cerca de 009 do total utilizado atualmente enquanto as termoeletricas representam 2688 da fatia de distribuição da geração de energia Esses dois segmentos são bem diferentes entre si tanto no custo de produção quanto na geração eficaz de energia Portal Solar 2017 Portanto a diferença entre as duas é facilmente identificada a energia térmica oferece o aquecimento solar para o seu imóvel e a energia fotovoltaica gera eletricidade Ou seja a energia térmica pode ser utilizada em alguns pontos de sua residência ou estabelecimento e a energia solar atua em todo o funcionamento através do seu sistema fotovoltaico Apesar de mais cara comparada à térmica o principal atrativo para a implementação de energia solar fotovoltaica é o sistema de compensação de energia elétrica economizar na conta de luz e os créditos energéticos criado pela ANEEL Fonte portal solar 5 através de sua resolução normativa Nº 482 em 2012 Nos meses em que o sistema de geração distribuída gerar mais do que consumir serão disponibilizados créditos de energia Energes 2020 22 Impactos positivos e negativos A respeito dos impactos positivos e negativos da energia solar Pereira 2016 em sua dissertação de mestrado com o tema desafios e perspectivas da energia solar fotovoltaica no brasil geração distribuída vs geração centralizada elaborou um quadro listando os pontos positivos e negativos dos sistemas de geração centralizado e distribuído que é exposto a seguir Quadro 1 impactos positivos e negativos dos sistemas de geração centralizado e distribuído Sistema de geração Centralizada Sistema de geração Distribuído POSITIVO NEGATIVO POSITIVO NEGATIVO As usinas fotovoltaicas fornecem energia em alta tensão As usinas fotovoltaicas possuem um custo muito alto apesar dos avanços da tecnologia e dos incentivos governamentais Sistema de compensação de energia o consumidor passa a gerar sua própria energia No Brasil atualmente no sistema de compensação de energia os créditos só são validados desde que as unidades cadastradas sejam de mesmo titular da conta e de mesma distribuidora Dentre as tecnologias renováveis a solar fotovoltaica apesar dos custos é uma das que mais geram postos de trabalho A construção de novas usinas acarreta alguns problemas no local das obras dentre eles aumento temporário da densidade demográfica Redução nos Custos de Geração Transmissão e Distribuição atrasos das regulamentações custos de implementação e gastos adicionais em pesquisas dentre outros Os equipamentos utilizados nas usinas fotovoltaicas possuem uma capacidade de até 97 de chance de serem reciclados Alguns impactos ambientais são gerados durante a extração fabricação e montagem das placas que tem como um dos principais componentes o silício Através do sistema offgrid a energia solar fotovoltaica pode chegar a áreas remotas armazenamento dos excedentes de energia em baterias que apresentam vida útil de 4 a 5 anos Em todo o mundo a maioria das usinas de energia solar Com os sistemas trackes aumentamse os Redução do Fornecimento de Energia na Rede A inserção da energia distribuído na rede pode 6 fotovoltaica são construídas sobre o solo custos de operação e manutenção das usinas durante os Picos de Carga provocar problemas de alteração dos procedimentos A geração de energia centralizada pode ser transformada em sistema hibrido permitindo a utilização de mais de uma fonte Fatores físicos podem interferir na geração de energia solar fotovoltaica ventos tempestades nuvens chuvas de granizo poeiras e sujeiras em geral A geração distribuída não necessita de grandes extensões de terra ou de água para a geração de energia O sistema de geração solar fotovoltaica distribuída tem como impactos os perigos associados às instalações a remoção e a manutenção de sistemas O sistema centralizado de Energia fotovoltaica pode ser instalado sobre as águas em rios lagos ou até mesmo no mar A instabilidade decorrente dos movimentos da água pode influenciar negativamente na eficiência da geração de energia fotovoltaico Diminuição das Perdas no Sistema Elétrico Fluxo de Potência Reverso o sistema elétrico foi projetado para operar de forma unidirecional no entanto com a geração distribuída interligada a rede pode acarretar fluxo de potência em direções contrarias comprometendo a funcionalidade Usinas solares fotovoltaicas centralizadas podem ser instaladas em regiões de menor impacto ao meio ambiente como em regiões desérticas É preciso ressaltar que nos desertos são registradas as maiores temperaturas do mundo influenciando dessa forma no desempenho do sistema fotovoltaico pois quanto mais alta for à temperatura ambiente maior será a temperatura das células das placas solares e menor será o rendimento As Smart grid são sistemas inteligentes de controle da rede que podem fornecer energia de forma estável e robusta Apesar dos estudos e dos avanços na pesquisa das smart grid os preços desta tecnologia ainda são elevados Os módulos fotovoltaicos possuem uma vida útil de 25 anos Os sistemas fotovoltaicos ao logo dos anos perdem eficiência na geração de energia fotovoltaica As Microrredes operam em pequenas escalas auxiliando no monitoramento de sistema de geração distribuídas offgrid podendo fornecer uma energia O Ilhamento ocorre no sistema ongrid quando o sistema elétrico principal que por ventura deveria está desenergizado por algum problema técnico recebe 7 mais confiável resiliente e estável tensão do sistema de geração distribuído Usinas fotovoltaicas podem utilizar linhas de transmissão de outras usinas de geração de energia Ocorre perda de energia nas linhas de transmissão que são projetadas para transportar energia das usinas às distribuidoras até aos consumidores finais Fonte Pereira 2019 Com base no exposto observase que a geração fotovoltaica centralizada se caracteriza relativamente desfavorável para o meio ambiente se comparado ao distribuído por consequências provocadas durante a suas instalações enquanto que o sistema distribuído provoca menos impactos por ser instalado próximo ou no local de consumo 23 Medidas de controle A crescente participação de sistemas fotovoltaicos na matriz elétrica brasileira estimula o interesse por pesquisas com o objetivo de aprimorar a tecnologia solar e suas respectivas medidas mitigadoras afim de garantir o desempenho esperado desses sistemas COSTA 2016 Para melhor compreender entendese por medidas mitigatórias ações equipamentos ou dispositivos destinados a prevenir corrigir ou eliminar os impactos ou reduzir a sua magnitude E para medidas de compensação entendese como ações medidas ou dispositivos destinados a compensar impactos negativos não mitigáveis ou não suficientemente mitigáveis LIMA 2021 As usinas solares fornecem a sociedade impactos positivos por conseguinte seus efeitos são desprezados após a fase de implantação e se consolidam durante a fase de operação contudo uma análise criteriosa da área solicitada para o empreendimento torna se necessária De modo a garantir a legitimação de medidas preventivas e mitigadoras quanto aos impactos ambientais analisados FILHO 2015 Canalenergia 2021 recomenda a reciclagem dos componentes de painéis solares e medição de energia que estejam no fim do ciclo de vida Já Lima 2021 recomenda coleta da água da chuva para lavagem das placas solares ou outras utilidades para a usina Portal solar 2017 recomenda que quando necessário o descarte dos equipamentos se busque informações quanto a legislação vigente para a realização do descarte correto desses materiais 8 3 CONSIDERAÇOES FINAIS Neste trabalho foi possível através da revisão de literatura de trabalhos disponíveis na internet a identificação de aspectos características e pontos importantes da geração de energia solar fotovoltaica considerando as características do Brasil bem como conhecer os impactos ambientais e suas respectivas medidas mitigatórias 9 4 REFERENCIAS ABINEE ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA ELÉTRICA E ELETRÔNICA 2012 Propostas para Inserção da Energia Solar Fotovoltaica na Matriz Elétrica Brasileira Online disponível em httpwwwabineeorgbrinformacarquivosprofotovpdf Acesso em 02 Abril 2022 ALMEIDA E ROSA A C DIAS F C L S BRAZ K T M LANA L T C SANTO O C E SACRAMENTO T C B Energia solar fotovoltaica revisão bibliográfica UNIVERSIDADE FUMEC 2016 BRASIL AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA 2002 Atlas de energia elétrica do Brasil Brasília ANEEL CANALENERGIA Enel Brasil lança o projeto desafio Brasil de economia circular 2021 COSTA S C S ABREU A M F V VIANA M M BRITO P P ASSIS M V MAIA C B DINIZ A S A C KAZMERSKI L L Caracterização físico química da sujidade depositada sobre módulos fotovoltaicos instalados em zonas climáticas de minas gerais VI Congresso Brasileiro de Energia Solar Belo Horizonte 04 a 07 de abril de 2016 EIA 2020 Renewableenergyexplained Disponível em httpswwweiagovenergyexplainedrenewablesources Acessado em 02042022 ENERGES 2020 Entenda a diferença entre energia solar térmica e fotovoltaica Disponível em httpsenergescombrdiferencaentreenergiasolartermicae fotovoltaica Acesso em 03042022 FILHO W P B FERREIRA W R AZEVEDO A C S COSTA A L PINHEIRO R B Expansão da energia solar fotovoltaica no brasil impactos ambientais e políticas públicas R gest sust ambient Florianópolis n esp p628 642 dez 2015 HOSENUZZAMAN M et al 2015 Global prospects progress policies and environmental impact of solar photovoltaic power generation Global prospects progress policies and environmental impact of solar photovoltaic power generation janeiro Volume 41 p 284297 IMHOFF J Desenvolvimento de Conversores Estáticos para Sistemas Fotovoltaicos Autônomos Dissertação de Mestrado apresentada à Escola de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Santa Maria Santa Maria 2007 146 f LIMA F C Proposta de licenciamento de usinas fotovoltaicas um estudo de caso com a cooperativa micro usina solar na região de Paragominas estado do Pará Trabalho de Conclusão de Curso UFRA universidade Federal Rural da Amazonia 2021 10 PEREIRA N X Desafios e perspectivas da energia solar fotovoltaica no brasil geração distribuída vs geração centralizada Programa de pos graduação em ciências ambientais Universidade estadual paulista julio de mesquita filho Sorocaba Sp 2019 PORTAL SOLAR 2017 Tipos de Energia Solar Disponível em httpswwwportalsolarcombrtiposdeenergiasolarhtml Acesso em 03042022 TURNEY D FTHENAKIS V 2011 Environmental impacts from the installation and operation of largescale solar power plants Journal Elsevier agosto Volume 15 p 32613270