quinta-feira, 11 de agosto de 2011

Projeto Megawatt Solar

Fonte: Eletrosul.
Considerada uma fonte eterna de energia, amplamente disponível e gratuita, o Sol fornece em um único dia, mais energia que a demanda de todos os habitantes do planeta durante um ano. A luz solar, fonte de energia essencial para a sobrevivência do planeta, também pode nos prover eletricidade de forma limpa e renovável.

Tendo em vista os problemas ambientais causados pelos combustíveis fósseis, as crescentes dificuldades na obtenção de licenciamento ambiental de usinas hidrelétricas, a redução nos custos de produção dos módulos fotovoltaicos e as condições extremamente favoráveis de irradiação solar no Brasil, a energia solar se apresenta como uma fonte bastante interessante a ser explorada, tal como já acontece na Alemanha, Espanha, EUA e Japão, líderes no desenvolvimento e utilização desta tecnologia.
Radiação solar global diária no Brasil - média anual típica (Wh/m2.dia).










Fonte: ATLAS de Irradiação Solar no Brasil. 1998. (Adaptado).









Por esta razão, a ELETROSUL, comprometida com o meio ambiente e com o objetivo de incentivar o desenvolvimento da energia solar na América Latina, lançou o projeto MEGAWATT SOLAR, com financiamento do Banco de Fomento Alemão KfW Bankengruppe com fundo do Ministério BMU (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit) e da Eletrobras e o apoio da Agência Alemã de Cooperação Internacional GIZ (Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GmbH), da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC/LabSolar) e do Instituto para o Desenvolvimento de Energias Alternativas na América Latina (IDEAL).

O projeto MEGAWATT SOLAR consiste na implantação de um sistema fotovoltaico integrado ao edifício sede da ELETROSUL, utilizando a área do telhado e dos estacionamentos adjacentes, e que será conectado à rede da distribuidora de energia elétrica local. A usina solar terá a capacidade instalada de aproximadamente 1 MWp (Megawatt pico).

O edifício sede da ELETROSUL será o primeiro prédio público brasileiro a utilizar o conceito BIPV (Building Integrated Photovoltaic) conectada à rede elétrica em larga escala.
Alternativa para distribuição dos módulos fotovoltaicos na sede da Eletrosul.


Energia Solar Fotovoltaica

O termo fotovoltaico é o casamento de duas palavras: Foto, que tem sua raiz na língua grega e significa “luz” e Voltaico, que vem de “volt” e é a unidade de medição do potencial elétrico. Em outras palavras, produção de eletricidade a partir da luz.

Diferentemente do que muitos podem imaginar, os “painéis” vistos hoje em muitos telhados brasileiros não produzem eletricidade. Eles são na verdade coletores solares que captam a energia térmica do sol e a usam para aquecimento de água. Os módulos fotovoltaicos, ao contrário dos coletores solares, utilizam a energia dispensada pelos fótons (as menores partículas da luz) para “empurrar” os elétrons de um lado para o outro. É essa movimentação de elétrons que gera eletricidade. 

Apesar de existirem meios para transformar a energia térmica solar em energia elétrica, a utilização da energia fotovoltaica ainda é a forma mais direta para a conversão, além de ser a mais viável para pequenas unidades de geração. A produção de energia fotovoltaica pode ser facilmente integrada às edificações, o que viabiliza a aproximação entre geração e consumo de energia elétrica.

E esta forma de produzir eletricidade é ainda pouco comum no Brasil, sendo aplicada na maioria dos casos em projetos experimentais ligados às Universidades ou Centros de Pesquisa. Somente em 2011 que devem começar a ser instalados os projetos de maior escala no país, o que coloca a ELETROSUL no seleto grupo de pioneiros na aplicação do que muitos chamam da energia do futuro.

Como é possível gerar eletricidade a partir da luz? (teoria básica)

As células fotovoltaicas são fabricadas com material semicondutor, ou seja, um material com características intermediárias entre um condutor e um isolante. A partir de um processo conhecido como dopagem é possível obter um material com elétrons livres ou com carga negativa, tipo N (em caso de dopagem com Fósforo); ou um material com características inversas, ou seja, falta de elétrons ou carga positiva, tipo P (em caso de dopagem com Boro).


A célula fotovoltaica é composta por uma camada de material tipo P justaposta a uma camada de material tipo N que, ao serem unidas, forma-se um campo elétrico próximo a junção. Quando ela é exposta à luz, a energia dos fótons da luz do sol permite que elétrons presentes na camada P consigam passar para a camada N, criando uma diferença de potencial nas extremidades do semicondutor. Se forem conectados fios às extremidades e estes forem ligados a uma carga, haverá um fluxo de corrente elétrica, fazendo os elétrons retornarem para a camada P, reiniciando o processo. Em resumo, a luz do Sol fornece energia para impulsionar os elétrons em um só sentido, estabelecendo assim, a corrente elétrica. A figura abaixo mostra como ocorre o Efeito Fotovoltaico:

Efeito Fotovoltaico.
Fonte: CRESESB/CEPEL.

Uma célula fotovoltaica normalmente possui níveis baixos de tensão e corrente, da ordem de 0,7 volts e 3 ampères, respectivamente. Neste caso, várias células são conectadas em série e/ou paralelo conforme os níveis de tensão e corrente desejados. Estas células interligadas são montadas numa estrutura apropriada e formam um módulo fotovoltaico.

Para obter o melhor aproveitamento dos módulos é muito importante conhecer o quanto de irradiação solar que incide no local onde se deseja instalá-lo, através de um estudo dos níveis médios de irradiação solar. Além disso, é preciso verificar qual a melhor orientação (norte, sul, leste ou oeste) e inclinação dos módulos em relação ao Sol. Por exemplo, o sistema geraria menos se o módulo fosse instalado virado para o Sul em uma região onde a maior irradiação seria captada com ele virado para o Norte. Como regra geral, sistemas instalados no Hemisfério Sul obteriam maior rendimento se orientados para o Norte a uma inclinação próxima a latitude do local.

Por fim, a energia elétrica gerada em corrente contínua é transformada em corrente alternada (tipo de corrente que chega até as nossas casas) por um conjunto de inversores de freqüência, podendo ser, então, conectada à rede elétrica. Esses inversores fornecem energia elétrica dentro de um nível de qualidade adequado e são responsáveis por permitir que o módulo opere sempre em seu ponto de máxima potência. Além disso, eles garantem que o sistema seja desligado quando a rede elétrica não estiver energizada, com o objetivo de evitar acidentes.

O MAIOR SISTEMA GERADOR DE ENERGIA SOLAR DO MUNDO - Califórnia, EUA

Sistemas Geradores de Energia Solar - SEGS (do inglês, Solar Energy Generating Systems)

Tecnologia: Concentração de Energia Solar
Capacidade: 354 MW

Formada por nove usinas de energia solar — as duas maiores com capacidade de 80 MW cada uma —, a SEGS utiliza quase um milhão de espelhos parabólicos para acompanhar o sol. O sistema concentra a luz solar sobre um recipiente central contendo óleo sintético, que é aquecido até 400 graus Celsius. Um trocador de calor o transfere para a água, que ferve e produz o vapor que aciona a turbina. A empresa NextEra Energy Resources, que opera essa central de energia, afirma que a SEGS alimenta 232.500 residências e deixa de emitir 3.800 toneladas de poluição por combustíveis fósseis a cada ano. (Foto: Alan Radecki)
Fontes:
TULLOCH, James. As 10 maiores usinas solares do mundo.

Para saber mais:
Tecnologia e Desenvolvimento Sustentável: EUA aprovam maior projeto de energia solar do mundo
INMET, LABSOLAR. Atlas de Irradiação Solar do Brasil. Brasília, EMC/UFSC, 1998.
Wikipédia: Blythe Solar Power Project
Wikipédia: List of solar thermal power stations
Para aprofundar: 


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