Foto

: CEM

IG

Expediente Atlas:Companhia Energtica de Minas Gerais CEMIG

Presidente:Djalma Bastos de Morais

Vice-Presidente:Arlindo Porto Neto

Diretor de Distribuio e Comercializao:Jos Carlos Mattos

Diretor de Finanas e Relaes com Investidores:Luiz Fernando Rolla

Diretor de Gerao e Transmisso:Luiz Henrique de Castro Carvalho

Diretor de Gesto Empresarial:Frederico Pacheco de Medeiros

Diretor de Desenvolvimento de Negcios:Fernando Henrique Schffner Neto

Diretor de Gs:Fuad Jorge Noman Filho

Diretor Comercial:Jos Raimundo Dias Fonseca

Diretora Jurdica:Maria Celeste Morais Guimares

Diretor de Relaes Institucionais e Comunicao:Luiz Henrique Michalick

Superintendncia de Tecnologia e Alternativas Energticas:Alexandre Francisco Maia Bueno

Gerncia de Alternativas Energticas:Marco Aurlio Dumont Porto

Coordenao do Projeto na Terra Verde:Ruibran Janurio dos Reis

Chigueru Tiba

Coordenador do Projeto na Cemig:Jlio Csar Ezequiel da Costa

Equipe Tcnica:Joo Francisco de AbreuDaniel Pereira Guimares

Melina Amoni Silveira AlvesDouglas Sathler dos Reis

Naum FraidenraichElielza M. S. BarbosaOlga de Castro Vilela

Vernica W. B. AzevedoGrazielle Santos Vieira Sarti

Projeto Grfico:Vianello Comunicao Ltda.

Direo de Arte: Omar Vianello

Editorao Eletrnica e Produo Grfica: Rute Gouva

2

Dados internacionais de catalogao na publicao

CompanhiaEnergticadeMinasGerais.

AtlasSolarimtricodeMinasGerais.BeloHorizonte:Cemig,2012.

80p..:ilust.

ISBN:978-85-87929-50-1

1.Energiasolar.2.Usinasolar

I.CompanhiaEnergticadeMinasGerais.II.Ttulo

CDU:621.47

621.311.28

Copyright: Companhia Energtica de Minas Gerais CEMIG

Endereo:Superintendncia de Tecnologia e Alternativas Energticas

Av. Barbacena, 1200 16 B130190-131 Belo Horizonte (Minas Gerais) / Brasil

C

3Apresentao do Atlas Solarimtrico do Estado de Minas Gerais

Aocompletar60anosdeexistnciaedetrabalhoparaocrescimentodoEstado,tendoalcanado,nesteperodo,oreconhecimentomundialporsuapreocupaoecuidadocomomeioambienteepelamanutenodeumamatrizenergticarenovvele,h12anosconsecutivos,presen-tenondiceDowJonesdeSustentabilidade,aCompanhiaEnergticadeMinasGeraisCemigapresentaoestudoquedemonstraopotencialdeenergiasolardeMinasGerais.

UmadasprioridadesdoGovernodeMinasGeraisassegurarascondi-esparaamanutenodeumdesenvolvimentosustentvelatravsdagarantiadedisponibilidadedeenergiasegura,abundanteeproduzidadeformasustentvel,comofontedecrescimentoeconmicoemelho-riadobem-estardopovomineiro.

Entreasdiversasfontesdeenergiarenovvelquepodemseraprovei-tadas,aenergiasolarumrecursorenovveldebaixoimpactosocio-ambiental, com a tendncia mundial de se tornar progressivamenteatrativadopontodevistaeconmico.Assim,reveste-sedeimportnciafundamental o levantamento do potencial de energia solar deMinasGerais,visandosuainseronamatrizenergticadoEstadoedoPas.

MinasGerais,comtradionousodecoletoressolaresparaoaqueci-mentodeguaeabundanteemquartzo,mineralbsicoparaaprodu-odeuminsumoessencialparaaproduodasclulasfotovoltaicas,osilciometlico,possuiumambientepropcioevocaonaturalparaaproduoeusodaenergiasolar.

OGovernodeMinasGerais,atentorelevnciadetodososaspectosenvolvidos nessa questo, recomendou Cemig que realizasse, pormeiodoseuProgramadePesquisaeDesenvolvimentoCemigAneel,estudosparaadeterminaodopotencialdeenergiasolardoEstadoedalocalizaodasmelhoresincidnciasderadiao,paraa identifica-odemelhoresalternativasdeaproveitamentodessafonteprimriadeenergiaeparaainserodessaenergianamatrizenergticaconsi-derandoseusaspectosdesazonalidade,variabilidadeedisponibilidadediria.

Mensagem da presidente do Conselho de Administrao e do presidente da Cemig

ComapublicaodoAtlasElicodeMinasGeraisem2010,aCemigcontratou,emabrildoanoseguinte,pormeiodeseuProgramadePesquisaeDesenvolvi-mentoP&DCemigAneel,oprojetoDesenvolverumSistemaparaClculodoPotencialdeInstalaodeUsinasSolaresFotovoltaicaseTermoeltricasSo-laresdeGrandePortecomoobjetivodelevantaropotencialdeenergiasolardoEstadoeidentificarosmelhoresstiosparaimplantaodeempreendimen-tossolaresfotovoltaicosetermossolares.Esseprojeto,queinclui,entreoutrasiniciativas,amedioderadiaosolaredegrandezasmeteorolgicasrelacio-nadasemcinconovospontosdoEstadoduranteoperodode24meses,previaaindaapublicaodopresenteAtlasSolarimtricodoEstadodeMinasGerais.

AempresacontratadaparaodesenvolvimentodosestudosfoioCentrodeCa-pacitao,TreinamentoeCulturaTerraVerde,contandoaindacomaparticipa-odaUniversidadeFederaldePernambuco(UFPE).

Os dados iniciais desse trabalho demapeamento se revelaram promissores,poisapontamndicesderadiaosolarglobalde5,5a6,5kWh/m.demmaisdametadedorea territorialdoEstado, indicandosuaadequao implan-taodeempreendimentossolares.Omapeamentoconsiderouaindaoutrosfatores,comoainsolaomdia(quantidadediriadehorasdesol),almdedisponibilidadederedeeltricadeconexoedisponibilidadedegua(insumonecessrionocasodeempreendimentostermossolares),indicandoreaspre-ferenciaisparaaimplantaodessesempreendimentosnoEstado.

Aimportnciadopresenteestudoaindamaiorseforlevadoemcontaogran-dealcancesocialdesseprojetoquandoefetivamenteosempreendimentosco-mearemaserviabilizados,poisasregiesdemaiorpotencialcorrespondemexatamenteaosmunicpiosmaiscarentesdeMinasGerais,sejamaquelesqueestoaolongodaSerradoEspinhaoounareamineiradaSudene.

Acreditamos,portanto,queaCemig,maisumavez,dsuacontribuioparaodesenvolvimentoeconmicoesocialdeMinasGerais.Essasso,naverdade,duasvocaesdaEmpresadesdesuacriao.EportrabalhoscomoesseeporaesconcretasqueaCemigreferncianoBrasileapontada,pelondiceDowJonesdeSustentabilidade,duasvezescomoldermundialemsustentabilidade,nosltimosanos.

AgradecemosaogovernadorAntonioAnastasiapelaconfianadepositadaemnossaEmpresaparaarealizaodestetrabalhoereiteramosaimportnciadoPrograma Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimentos para o Setor Eltrico P&DAneel,quetemviabilizadoarealizaodeimportantespesquisasparaodesenvolvimentotecnolgicoesocialdoPas.

Cumprimentamostambmosnossosparceirosnesteprojetoedestacamosadecisiva participao do corpo tcnico da Cemig para a concluso de, assimacreditamos,umdosmaisimportantestrabalhosnocampoenergticodeMi-nasGeraiseque,comcerteza,reverteremempreendimentosquevogerarempregoseagregarvalorparanossaeconomia.

Dorothea Werneck Djalma Bastos de Morais

ACemignasceuem1952,pelasmosdoentogovernadore,posteriormente,presidenteJuscelinoKubitschek,comoobjetivodeasseguraraoEstadoenergiaeltricalimpa,seguraeabundante,insumoimprescindvelparaainstalaodeumparqueindustrial,paraodesenvolvimentoeparaoconfortodosmineiros.

Naquelapoca,hseisdcadas,aCemigassumiudiversascentraishidreltricaseplanejouaconstruodeoutrasemMinas.Umadessashidreltricas,ausinadeTrsMarias, reconhecida comoummarcoparao setornoBrasil, comoprimeirograndeempreendimentonareadeenergiaeltrica,tendoabertoocaminhoparaaconstruodebarragensdegrandeporteemMinaseemoutrosEstados.

Atualmente,asfontesdeexploraodeenergiahidreltricaestopraticamen-teesgotadas, resumindooaproveitamentodeseupotencialconstruodepequenascentraishidreltricas.Simultaneamente,omundotambmpassouasermaisexigentecomprojetosdeproduodeeletricidade,cobrandoesforosnabuscadecaminhosparaousodeenergiasrenovveiselimpas,eaCemig,frentedoseutempo,incluiuasustentabilidadeeorespeitoaomeioambientecomoelementosdesuaviso,quenorteiatodasasaesdaEmpresa.

dentrodessecontextoqueaCemigfoiincumbidapeloGovernodeMinasGe-raisdelideraroprocessodeprospecodospotenciaiselicoesolardoEstado.Naverdade,essenoumassuntonovoparaaCemig,talvezinditonaescalaemagnitudedostemposatuais,poisaEmpresavempesquisandoopotencialelicoesolaremterritriomineirodesde1982,quandoforammapeados,porintermdiodeumprojeto conjunto coma Finep (Financiadora de Estudos eProjetos),58reasdoEstado.

Aindaem1982,tiveramincioessestrabalhosdelevantamentodopotencialdeventosederadiaosolar,em23postosdemediesanemomtricaesolari-mtricadaCemigespalhadospelointeriordeMinasGeraisenoPostoCentraldeSolarimetria,emBeloHorizonte.Foramcoletadosdadosderadiaosolarglobalnesseslocais,edepoisdispostosemisolinhas,obedecendosrecomen-daesdaWMO(World Meteorological OrganizationOrganizaoMeteoro-lgicaMundial),procurandocobrirtodasasregiesmineirasemantendoumadistnciamdiade150quilmetrosentreospostos.Assim,produziu-seopri-meiromapaderadiaosolardoEstado.

DentrodomesmoconvniocomaFinep,aCemigimplantou,nadcadade80,duasestaesremotasderadiocomunicaoetelemetria,sendoumaexclusi-vamentealimentadacompainisfotovoltaicos,nalocalidadedePortoIndai,situadanomunicpiodeMoradaNovadeMinas, eoutra estao com fontehbridadeenergia(solareelica),nomunicpiodePompu.

Comanecessidadedealimentarareadeoperaoeplanejamentoeltricocomdadosderadiaosolaraindamaismodernos,aCemigimplantou,nos-culo21,umamodernarededepiranmetros,quepermitiuacoletadedadosdealtaconfiabilidade,quecontriburamparaaelaboraodopresenteAtlas.

Emagostode2008,oentogovernadorAcioNevesencaminhoumensagemaoConselhodeAdministraodaCemig,solicitandoqueaCompanhiaenvidas-seosmelhoresesforosnaperseguiodoaumentodaenergiarenovvelnamatrizenergtica,emespecialasenergiaselicaesolar,sendonecessrio,paraisso,olevantamentodopotencialdoEstado.

1 - O Estado de Minas Gerais1.1-CaracterizaoGeogrfica 71.2-Vegetao 81.3-UnidadesdeConservaoeTerrasIndgenas 91.4-Clima 121.5-Infraestrutura 211.6-DemografiaeConsumodeEnergia 24

3 - Metodologia3.1-ProcessodeMapeamento45

3.2-ColetaeAvaliaodosDadosSolarimtricos46

3.3-SistemasdeInformaesGeogrficas49

3.4-InterpolaoEspacial 50

3.5-IdentificaodeLocaisparaInstalaodeCentraisEltricas53

2 - Energia Solar e Tecnologia2.1-EnergiaSolarnaSuperfcieTerrestre27

2.2-Histrico32

2.3-Tecnologia34

2.4-DesenvolvimentodaTecnologiaemMinasGerais43

4 - Mapas Solarimtricos de Minas Gerais4.1-MapasSolarimtricosdeMinasGerais 57

4.2-EstaesSolarimtricas 60

4.3-RadiaoSolar 61

4.4-Insolao 65

5 - Concluso5.1-AnliseseDiagnsticos 71

5.2-ConsideraesFinais 79

Referncias Bibliogrficas 80

1. O Estado de Minas Gerais

1.1 CARACTERIZAOGEOGRFICA...............................................................................................................7

1.2 VEGETAO..............................................................................................................................................8

1.3 UNIDADESDECONSERVAOETERRASINDGENAS..........................................................................9

1.4 CLIMA.....................................................................................................................................................12

1.5 INFRAESTRUTURA...................................................................................................................................21

1.6 DEMOGRAFIAECONSUMODEENERGIA................................................................................................23

Foto

: CEM

IG

71.1 Caracterizao Geogrfica

Figura 1.1.1: Localizao do Estado de Minas Gerais / Fonte: Landsat 7

Minas Gerais a quarta unidade da federao em extensoterritorial,apresentando586.528km2,oquecorrespondea7%doterritriodoPas.OEstadoestlocalizadoentreosparalelos141358e225400delatitudeSuleosmeridianos395132e510235aoestedeGreenwich.MinasGeraiscompearegioSudesteepossuiumalinhadedivisade4.727kmcomosestadosvizinhos.Limita-seasulesudoestecomoestadodeSoPaulo,aoestecomoMatoGrossodosul,anoroestecomGois,aonortecomaBahia,alestecomoEspritoSantoeasudestecomoRiodeJaneiro,conformeaFigura1.1.1.

MinasGeraispossuioterritriointeiramenteformadoporplanaltos,comdestaqueparaoplanaltocentralnaporonoroesteeparaoplanaltoatlnticoqueabrangemaisdametadedoEstado, comapredominnciadosmaresdemorrosealtitudemdiade700m.DeacordocomaFigura1.1.2,asserrasdaMantiqueira,doCapara,daCanastraeacordilheiradoEspinhaosedestacam,comaltitudessuperioresa1.700m.Almdasreasmontanhosas,oEstadoapre-sentatambmreasdeplanaltoseasdepressesformadaspelosvalesdosriosSoFrancisco,Jequitinhonha,DoceeParabadoSul.

AserradaMantiqueira,denominaotupiquesignificaserra que choraemfunodograndenmerodenascentesaliexistentes,estende-sepeladivisasdeMinasGeraiscomosestadosdeSoPaulo e Rio de Janeiro, penetrando o interior mineiro at ascercaniasdeBarbacena.IntegraoecossistemadaMataAtlnticacomumariqussimabiodiversidade.NaregiodoParqueNacional

doItatiaia,limiteentreosmunicpiosdeResende(RJ)eItamonte(MG)estopicodasAgulhasNegras,com2.787mdealtitude.OutropontoculminantenessaregioopicodaPedradaMina(2.770mdealtitude),entreosmunicpiosdeQueluz(SP)ePassaQuatro(MG).

A serra do Capara localiza-se na divisa deMinasGerais comoEsprito Santo, tendoo pico da Bandeira (2.892m) comopontoculminante.AtaidentificaodospicosdaNeblinae31deMaronaserradoImeri,fronteiradoBrasileVenezuela,opicodaBandeiraera consideradoopontomaiselevadodo territriobrasileiro.OpicodoCristal,nomunicpiodeCapara,com2.798m,ocupaoquartolugaremaltitude.

AserradaCanastra,localizadanosudoestedeMinasGerais,temessenomedevidossuascaractersticasfisiogrficasabauladas.localdanascentedorioSoFranciscoefamosapelabiodiver-sidade,climaeinmerascachoeirasaliexistentes,comoaimpo-nenteCascaDAnta,comseus186mdealtura.

AserradoEspinhaoestende-sedesdeomunicpiodeOuroBrancoemMinasGerais atXique-XiquenaBahia, onde re-

cebeadenominaodeChapadaDiamantina.OQuadrilteroFerrfero,situadonoEspinhaomeridional,engloba34muni-cpioseabrigaimportantescidadescomoacapitalBeloHori-zonte,OuroPreto,Mariana,Congonhas,Sabar,JooMonle-vadeeItabira.Orelevopossui importantesregiesserranas,como as do Curral, em Belo Horizonte, do Caraa, do RolaMoa, da Piedade, do Itacolomi, daMoeda, doMascate e aSerraAzul.NaregiosetentrionalasmaisconhecidassoasserrasdoCip,Itamb,doCabraleaserraGeral.NaserradoCiplocaliza-seafamosacachoeiradoTabuleiro,cujos273mdequedalivreatornaamaiordoEstadoeaterceiracachoeiramaisaltadoBrasil.

A capitalmineira est dentro da depresso de Belo Horizonte,com um relevo caracterizado por espiges, colinas e encostaspoliconvexasdedeclividadesvariadas.AsserrasquecontornamBeloHorizontesoramificaesdacordilheiradoEspinhao,comdestaqueparaasserrasdeJatob,JosVieira,Mutuca,TaquarileCurral.Opontodemaioraltitudedacapitalmineiraencontra-senaserradoCurral (1.538m)easededeBeloHorizontepossui852mdealtitude.

Figura 1.1.2: Geomorfologia do Estado de Minas Gerais

DepressesdorioSoFrancisco-01

ChapadadorioSoFrancisco-02

SerradoCabral-03

PlanaltodeUberlndia-04

RioParanaba-05

RioGrande-06

SerradaCanastra-07

SerradaSaudade-08

DepressodeBeloHorizonte-09

SerradaMantiqueira-10

SerrasdoQuadrilteroFerrfero-11

SerradoCip-12

SerradoEspinhao-13

SerradoCapara-14

PlanaltodorioJequitinhonha-15

81.2 Vegetao

A vasta superfcie do Estado, associada scaractersticasclimticas,geomorfolgicasehdricas,resultounoaparecimentodeumacobertura vegetal diversificada. Atualmen-te,grandepartedoEstadoesttomadaporreas antropizadas, resultadodaocupaopouco racionaldo territrionopassado.OCerrado(Savana)eaMataAtlntica(Flores-taOmbrfilaDensa,FlorestaEstacionalDe-cidualeSemidecidual),juntamentecompe-quenasreasdesavanaestpica,estopre-sentesnoterritriomineiro(Figura1.2.1).

O Cerrado forma uma paisagem de altabiodiversidade, embora menor do quea Mata Atlntica. o bioma de maiorextensoterritorialemMinasGerais,sendoosegundomaiordoBrasil.Avegetaodecerrado,emsuamaiorparte,constitudaporgramneas,arbustoservoresesparsas.As rvores tm caules retorcidos e razeslongas,quepermitemaabsorodagua.

AMataAtlntica formadaporumasriede ecossistemas com caractersticas pr-prias.EmMinasGeraispredominamaFlo-resta Ombrfila Densa, a Floresta Estacio-nal Decidual e Semidecidual. Em toda suaextenso,estesecossistemasseinterligam,acompanhandoascaractersticasclimticasdasregiesetendocomoelementocomuma exposio aos ventos midos ocenicos.Assimcomoemoutrosestadosbrasileiros,aMataAtlnticamineirafoibastantedevasta-da,restandopequenaspores,queseso-mamaos10%dematanativarestantesemtodooPas.

Contatoentretiposdevegetao

FlorestaEstacionalDecidual

FlorestaEstacionalSemidecidual

FlorestaOmbrfilaDensa

Savana(cerrado)

SavanaEstptica

reaAntropizada

Figura 1.2.1: Vegetao do Estado de Minas GeraisFonte: IBGE, 2010

O 200 400 600km

Lege

nda

9Unidade de Proteo IntegralEE Estao Ecolgica

Nome rea (ha)

1.3 Unidades de Conservao e Terras Indgenas

As unidades de conservao (UCs) pblicas(federais,estaduaisemunicipais)eparticu-lares so protegidas por leis com o intuitodepreservarasriquezasnaturaisparaasge-raesfuturas.ExistemvriascategoriasdeUCs, comestruturade funcionamentoade-quada ao seu propsito: parques, reservasbiolgicas,estaesecolgicas,reservaspar-ticularesdepatrimnionatural,entreoutras.

Minas Gerais possui atualmente 4,58 mi-lhesdehadereasprotegidas,distribudaspor 430 UCs cadastradas no Instituto Esta-dualdeFlorestas(IEF),oquecorrespondea7,8%doterritriomineiro.Diantedasrestri-eslegaisedaabrangnciadasUCsnoEs-tado,aimplantaodeprojetosenergticosdevelevaremconsideraoomapeamentodasreasprotegidasparaevitarimpedimen-tosdeordemambiental.

ATabela1.3.1apresentaoarelaodasUCseTIsregistradasemMinasGerais.

EE Acau 5.196EE guaLimpa 71EE Aredes 1.158EE Cercadinho 225EE Corumb 304EE Fechos 603EE MardeEspanha 187EE MatadoCedro 1.563EE MatadosAusentes 490EE Sagarana 2.340EE Tripu 392

RB CarmodaMata 86RB Colnia31deMaro 5.030RB FazendadaCascata 64RB FazendaLapinha 369RB FazendaSoMateus 377RB Jaba 6.358RB SantaRita 604RB SoSebastiodoParaso 249RB SerraAzul 3.841

Relao de Siglas:

APA (readeProteoAmbiental)APE (readeProteoEspecial)EE (EstaoEcolgica)FLO (FlorestaNacional,EstadualouMunicipal)MN (MonumentoNatural)PAQ (Parque)AQF (ParqueFlorestal)PAQN (ParqueNatural)RB (ReservaBiolgica)RDS (ReservadeDesenvolvimentoSustentvel)RPPN (ReservaParticulardoPatrimnioNatural)RVS (RefgiodeVidaSilvestre)TI (TerraIndgena)

PAQ Alto Cariri 6.151PAQ Baleia 102PAQ Biribiri 16.999PAQ CaminhodasGerais 56.237PAQ CamposAltos 782PAQ Capara 7.235PAQ CavernasdoPeruau 56.800PAQ GrandeSertoVeredas 83.363PAQ GroMogol 33.325PAQ Ibitipoca 14.887PAQ Itacolomi 6.172PAQ Itatiaia 15.463PAQ LagoadoCajueiro 20.500PAQ LapaGrande 9.663PAQ MataSeca 10.282PAQ Montezuma 1.743PAQ NaturalRibeirodoCampo 3.096PAQ NovaBaden 214PAQ PauFurado 2.200PAQ PicodoItamb 6.520PAQ RioCorrente 5.065PAQ RioDoce 35.970PAQ RioPreto 12.184PAQ Sempre-Vivas 124.555PAQ SerradaCanastra 200.000

PAQ ParqueNome rea (ha)

RB Reservas BiolgicasNome rea (ha)

Unidade de Proteo IntegralPAQ Parque

Nome rea (ha)PAQ SerradaCandonga 3.302PAQ SerradasAraras 11.137PAQ SerradaBoaEsperana 5.873PAQ SerradoBrigadeiro 14.984PAQ SerradoCabral 22.256PAQ SerradoCip 31.010PAQ SerradoIndependente 13.508PAQ SerradoPapagaio 22.917PAQ SerradoRola-Moa 3.940PAQ SerraNegra 13.654PAQ SerraNova 12.658PAQ SerraVerde 142PAQ SeteSales 12.521PAQ Sumidouro 13.000PAQ VerdeGrande 25.570PAQ VeredasdoPeruau 31.226

MN DeItatiaia 3.216MN ExperinciadaJaguar 38MN GrutaReidoMato 141MN LapaVermelha 33MN PeterLund 72MN SantoAntnio 31MN SerradaMoeda 2.372MN SerradoGamb 442MN VargemdaPedra 10MN VrzeadaLapa 23MN VrzeadoLageadoeSerradoRaio 2.199

MN Monumento NaturalNome rea (ha)

RVS RioPandeiros 6.103RVS LiblulasdaSerraSoJos 3.717RVS MatadosMuriquis 2.722RVS RiosTijucoeRiodaPrata 9.750

RVS Refgio de Vida SilvestreNome rea (ha)

Unidade de Uso SustentvelAPA reas de Proteo Ambiental

Nome rea (ha)APA guaBranca 19.598APA guaSantadeMinas 6.121APA guasVertentes 76.310APA AltodaConceio 4.150APA AltoJequitib 4.830APA AltoRioDoce 23.473APA AltoTaboo 2.450

Tabela 1.3.1: Unidades de Conservao e Terras IndgenasFonte: IEFMG, 2012F

oto:

CEM

IG

10

1.3 - Unidades de Conservao e Terras Indgenas

Unidade de Uso SustentvelAPA reas de Proteo Ambiental

Nome rea (ha)APA AltoXopot 3.650APA AntnioDias 11.893APA Ervlia 21.779APA Tronqueiras 14.625APA Araponga 9.694APA rvoreBonita 8.875APA BaciadoRiodoMachado 125.368APA Baroecapivara 35.743APA BarraLonga 4.321APA Belm 3.247APA BeloOriente 18.309APA BoaEsperana 4.986APA BomJardim 16.270APA BomJesus 4.534APA BomJesusdoGalho 29.231APA BomRetiro 12.467APA BoqueirodaMira 8.515APA Brana 13.707APA Brecha 6.392APA CachoeiraAlegre 23.520APA CachoeiradasAndorinhas 18.700APA Caiana 4.676APA Cana 10.962APA Capara 5.238APA Capivara 15.206APA CarstedeLagoaSanta 38.114APA CarvodePedra 18.054

Unidade de Uso SustentvelAPA reas de Proteo Ambiental

Nome rea (ha)APA CavernasdoPeruau 115.236APA ChapadadoPequizeiro 6.251APA CocheGibo 284.619APA Coqueiral 6.838APA Corredeiras 10.778APA CrregodaMata 19.866APA CrregodasFlores 5.709APA CrregoNovo 11.742APA Dionsio 22.909APA Divino 11.170APA Divinolndia 3.764APA Esperana 9.455APA Felcio 11.684APA FernoDias 180.373APA Fervedouro 14.330APA FortalezadeFerros 39.078APA Francs 18.309APA Gameleira 12.866APA Gavio 11.176APA Gonzaga 12.036APA GualaxodoSul 7.682APA Hematita 20.346APA Igarap 6.556APA Ipanema 10.418APA Itabirinha 15.902APA Itacuru 24.592APA Jaboti 6.941

Tabela 1.3.1: Unidades de Conservao e Terras Indgenas / Fonte: IEFMG, 2012

Parq

ue E

stad

ual d

o Su

mid

ouro

Ca

rste

Lag

oa S

anta

Fo

to: V

iane

llo

Unidade de Uso SustentvelAPA reas de Proteo Ambiental

Nome rea (ha)APA Jacro 5.402APA Jacutinga 8.036APA Jaguarau 7.819APA Jequeri 22.314APA Labirinto 5.428APA LagoaSilvana 5.793APA Lajedo 12.000APA Macuco 3.924APA Manhumirim 3.071APA MartinsSoares 5.529APA Matinha 16.589APA Mira 7.251APA MontanhaSanta 2.460APA MorrodaPedreira 130.372APA NascentesdoRibeiroSacramento 6.686APA NascentesdoRioCapivari 31.622APA NascentesdoRioTronqueiras 12.694APA NinhodasGaras 8.279APA NovaEra 11.500APA Oratrios 4.723APA Pandeiros 210.000APA PedraBranca 5.903APA PicodoItajur 4.818APA PingoD'gua 3.995APA Piranga 36.825APA Pitanga 11.209APA Ponto 8.454APA PresidenteBernardes 12.692APA Renascena 10.739APA RioManso 7.331APA RioManso 8.823APA RioMombaa 4.931APA RioPico 7.003APA RioPomba 8.795APA RioPreto 3.050APA RioUberaba 240.943APA SaltodoSuau 9.108APA SantaEfigniadeMinas 8.972APA SantanadoParaso 24.040APA SoLoureno 8.314APA SoTom 3.115APA Sardo 6.410APA SenadorFirmino 7.316APA SenhoradeOliveira 8.780APA SerraBomSucesso 7.831APA SerradaMantiqueira 296.663APA SerradaProvidncia 6.350APA SerradasAranhas 3.633APA SerradoGavio 29.304APA SerradoIntendente 13.410APA SerradoPitoAcesso 3.320

Unidade de Uso SustentvelAPA reas de Proteo Ambiental

Nome rea (ha)APA SerradoSabonetal 82.500APA SerradoTurvo 14.200APA SerradosNcleos 4.092APA SerraSoJos 4.758APA SerraTalhada 20.040APA Serrana 8.233APA Silvernia 7.017APA Suau 10.598APA Sul 172.118APA Sussuarana 19.606APA Teixeiras 10.146APA Urucum 2.087APA ValedoRioMacabas 7.675APA Vapabusul 19.494APA VargemdasFlores 12.270APA Virginpolis 17.301APA VistaAlegre 12.403APA Zabel 14.702APA MatadoKrambeck 292APA RioPandeiros 210APA FazendaCapitoEduardo 260APA RioUberaba 656.656APA RioMachado 125.368

FLO SoJudasTadeu 140FLO Uaimii 4.398

FLO Floresta EstadualNome rea (ha)

RDS VeredasdoAcari 60.975

RDS Reserva do Desenvolvimento SustentvelNome rea (ha)

RPPN Aldeia 7.342RPPN AltodaBoaVistaII 7RPPN AltodoPalcio 244RPPN AltoD'Ouro 274RPPN AltoGamarra 34RPPN AltoRioGrande 33RPPN AntnioLopesMerson 220RPPN AntnioPedrodeOliveira 590RPPN Arizona 179RPPN AveLavrinha 49RPPN BerodeFurnas 5RPPN BerodeFurnasII 18RPPN BrumasdoEspinhao 950RPPN CachoeiradaSucupira 41RPPN CachoeiradoTombo 12RPPN Calunga 70RPPN CambuVelho 10

RPPN Reserva Particular do Patrimnio NaturalNome rea (ha)

11

Unidade de Uso SustentvelRPPN Reserva Particular do Patrimnio Natural

Nome rea (ha)RPPN Campestre 10RPPN Campina 12RPPN CamposJoviano 30RPPN CelulasVerdes 6RPPN Contendas 230RPPN CrregodaOna 20RPPN CrregodasTraras 159RPPN Cotovelo 204RPPN daFragalha 3RPPN daMata 24RPPN DaPedraBranca 15RPPN DarcetBatalha 306RPPN Diogo 195RPPN doAndaime 175RPPN doBomFim 3RPPN Dr.MarcosVidigaldeVasconcelos 84RPPN EBQ 13RPPN EcocerradoBrasil 30RPPN ErmodosGerais 213RPPN Fartura 1.455RPPN Faz.AltodaConceio 6RPPN Faz.DoArrenegado 12.444RPPN Faz.ReservaLagoadaCapa 602RPPN FazendaAlegria 22RPPN FazendaBarro 545RPPN FazendaBa 24RPPN FazendaBoaEsperana 127RPPN FazendaBoaVista 13RPPN FazendaBulco 609RPPN FazendaCachoeiradeRoaGrande 31RPPN FazendaCampinho 43RPPN FazendaCamposdeSoDomingos 4.502RPPN FazendaCapivary 1.984RPPN FazendaCarneiro 484RPPN FazendadaGlria 129RPPN FazendadaGruta 709RPPN FazendadaPicada 61RPPN FazendadasPedras/Leste 262RPPN FazendadoTanque 10RPPN FazendadosCordeiros 13RPPN FazendaEcolgica 120RPPN FazendaFloresta 31RPPN FazendaJequitib 19RPPN FazendaLagoa 292RPPN FazendaLavagem 90RPPN FazendaMalhadaAlta 158RPPN FazendaOlhosD'gua 158RPPN FazendaSoLoureno 177RPPN FazendaSoLoureno/Matinha 8RPPN FazendaSerradaMoeda 15RPPN FazendaSerradoCabraleLazo 721

Unidade de Uso SustentvelRPPN Reserva Particular do Patrimnio Natural

Nome rea (ha)RPPN FazendaSerraNegra 332RPPN FazendaSucupira 252RPPN FazendaVargemAlegre 10RPPN FlorestadoPeng 57RPPN Gentio 1.393RPPN Gibo/Fleixeiras 3.528RPPN GrutadoCarimbado 3RPPN GrutadoCarimbadoII 2RPPN GuilmanAmorim 254RPPN HabitatEngenharia 6RPPN Herculano 50RPPN HortoAlegria 1.064RPPN HortoCarbonitaB 3.553RPPN HortoCarbonitaC 2.564RPPN HortoCarbonitaI 220RPPN IAOPAAgropecuria 796RPPN InstitutoOlhoD'gua 2RPPN IrmSheila 65RPPN Itabiruu 221RPPN JosLuizMagalhesNetto 17RPPN JosephaMendesFerro 1RPPN JulianoBanko 307RPPN Jurema 436RPPN Jurer 7RPPN Lafarge 83RPPN LoredanoAleixo 567RPPN LuizCarlosJurovskTamassia 1.247RPPN MatadoJambreiro 912RPPN MatadoTuffi 57RPPN MataSamueldePaula 148RPPN MataSoJos 522RPPN MatodaCopaba 5RPPN MatoLimpo 39RPPN MinasTnisClube 15RPPN MonteSanto 5RPPN Morrodasrvores 217RPPN MorrodoElefante 31RPPN MorroGrande1,2,3,4 364RPPN NascentesdoAiuruocaI 31RPPN NascentesdoAiuruocaII 22RPPN NossaSenhoraAparecida 150RPPN OlgaCoelhoUlman 92RPPN Ondina 27RPPN OvdioAntnioPires-2 84RPPN OvdioAntonioPires5 74RPPN OvdioPires3 97RPPN OvdioPires4 3RPPN Paixozinha 15RPPN Paneleiros 8RPPN Pasmado 15RPPN PedraBranca 259

Unidade de Uso SustentvelRPPN Reserva Particular do Patrimnio Natural

Nome rea (ha)RPPN PonteFunda 13RPPN PortoCajueiro 6.190RPPN Quebra-Ossos 7RPPN QuintadoCentro 5RPPN RecantodosSonhos 17RPPN RefgiodosSaus-ResgateIII 30RPPN Res.BritagemSoSalvador 10RPPN ReservaguaLimpaI,II,III 518RPPN ReservaAmbientalRolim 22RPPN ReservadoAude 5RPPN ReservaNaturalSaguidaSerra 33RPPN ReservaSucury 280RPPN ResgateI 10RPPN RetiroBranco 207RPPN RiachoFundoIeII 22RPPN RiodasAntas 35RPPN RubensRezendeFontes 10RPPN SantaEduvirgens 5RPPN SanturioVeredasdoSoMiguel 1.013RPPN SoFranciscodeAssis 4RPPN SoFranciscodeAssis 62RPPN SoLourenoeFunil 26RPPN Sau 13RPPN SerradaPrata 205RPPN SerradoIbitipoca 5RPPN SerradoPapagaio-Matutu 378RPPN SerradosGarcias 18RPPN Serrinha 5RPPN StiodoZaca 17RPPN StioDoisIrmos 17RPPN StiodosBorges 283RPPN StiodoTileco 7RPPN StioRibeirodasMortes 5RPPN StioSomePoesia 4RPPN StioUsina 2RPPN StioVentania 1RPPN Soc.MineiradeCult.Nipo-Brasileira 22RPPN SolNascente 60RPPN Tambasa 5RPPN TerradaPedraMontada 42RPPN TerrasdaMadruga 10RPPN TerrasdoMorroGrande 69RPPN TocaFurada 1RPPN UsinaCel.Domiciano 222RPPN ValedaLucinia 2.896RPPN ValedeSalvaterra 263RPPN ValedoParauninha 166RPPN ValedosCristais 249RPPN ValeEncantado 38RPPN VargemdoRiodasPedras 611RPPN VeredadaCaraba 10.368

Unidade de Uso SustentvelRPPN Reserva Particular do Patrimnio Natural

Nome rea (ha)RPPN VidaVerde 11RPPN VilleCasaBranca 3RPPN 07deOutubro 5RPPN guaBoa 1.316RPPN FazendaBosquedaNeblina 40RPPN FazendaNascer 60RPPN MitradoBispoII 26RPPN ReservadoMuqum 718RPPN ReservadoTringuloI 5.540RPPN SoPaulo 5RPPN SoVicente 2RPPN ValedasBorboletas 11

rea de Proteo EspecialAPE rea de Proteo Especial

Nome rea (ha)APE reasAdjacentesaoPAQdoRioDoce 5.951APE BaciadoRibeirodaLaje 6.193APE Barreiro 1.327APE Catarina 180APE Cercadinho 247APE Confuso 2.768APE CrregosFeioeFundoeAreia 14.800APE Fechos 476APE LapaNovadeVazante 75APE Mutuca 250APE PicodoIbituruna 6.000APE RibeirodoUrubu 12.903APE RioManso 65.778APE Rola-MoaeBlsamo 738APE SantaIzabeleEspalha 21.600APE SerraAzul 26.058APE Soberbo 10.300APE Taboo 890APE TodososSantos 37.800APE VrzeadasFlores 12.300APE Verssimo 2.000

Terras IndginasTI Terras Indgenas

Nome rea (ha)TI Guarani 3.270TI Krenak 4.040TI Maxacali 5.307TI Xacriab 46.800

1.3 Unidades de Conservao e Terras Indgenas

12

As condies reinantes de tempo durantelongos perodos determina a condioclimtica de uma regio. A classificaoclimticadeKppen-Geiger amplamenteadotadaparacaracterizaesclimatolgicas.A ltima atualizao climtica de MinasGerais foi efetuada por S Jnior (2009),sendo identificadas as classes climticasAw (Clima tropical de savana com estaoseca de inverno), Cwa (clima temperadomido com inverno seco e vero quente),Cwb(climatemperadomidocominvernosecoeveromoderadamentequente)eemmenorescalaasclassesBSh(climadeestepequente) e Am (clima tropical demono).A Figura 1.4.1 ilustra as principais classesclimticasobservadasemMinasGerais.

1.4 Clima

Am:climatropicaldemono

Aw: climatropicaldesavanacomestaosecadeinverno

BSh:climadeestepequente

Cwa:climatemperadomidocominvernoseco everoquente

Cwb:climatemperadomidocominvernoseco everomoderadamentequente

Classes Climticas

Figura 1.4.1: Zoneamento Climtico do Estado de Minas GeraisFonte: S Jnior (2009)

O 200 400 600km

Lege

nda

13

1.4 Clima

Descarte de dados dirios de chuvas de grande magnitude(acimade100mm/dia)quandonohouvesseregistrodechu-vasacimade50mm/diaemestaesvizinhasoualteraesnavazodecursosdguanabaciahidrogrficaemqueaestaoseencontrava.

EntreasestaesdisponibilizadaspeloHidrowebparaoestadodeMinasGerais,590atenderemaoscritriosdeseleoadotados.

Os Mapas 1.4.1 a 1.4.13 apresentam a distribuio dasprecipitaesanuaisemensaisnoestadodeMinasGerais,combasenosdadosjcitados.

Precipitao

As sries histricas empregadas nesse trabalho pertencem sredes pluviomtricas monitoradas pela Companhia EnergticadeMinas Gerais (CEMIG), Servio Geolgico do Brasil (CPRM),InstitutoMineirodeGestodeguas(IGAM),CentraisEltricasBrasileiras (ELETROBRAS), Furnas e Instituto Nacional deMeteorologia (INMET), gerenciadas pela Agncia Nacional daguas(ANA)atravsdosistemaHidroWeb(http://hidroweb.ana.gov.br/).Aseleodassrieslevouemconsideraooperododeduraodacoletadedados,acontinuidadedassrieseaanlisedeconsistnciadosdados.

Operodomnimodeduraodassriesfoiestabelecidoem20anos para permitir a espacializao das informaes em reascombaixadisponibilidadedesriessuperioresa30anos,comoaregionoroestedeMinas.

Aanlisedeconsistnciabaseou-senosseguintescritrios:

Descarte de dados mensais quando o nmero de falhasexcedessea3falhas/msentreosmesesdeoutubroemaro;

Descarte de dados mensais quando o nmero de falhasexcedessea5falhas/msentreosmesesdeabrilesetembro;

Reposio das falhas com dados de estaes prximassubmetidostestesdehomogeneidadeconformemetodologiaadotadaporCaram(2007).

Descarte de dados mensais quando fossem observadosregistrosdechuvascommagnitudessuperioresa80mm/dia,precedidas de falhas nas medies (chuvas acumuladas nopluvimetro);

Foto

: Ban

co sx

c.hu

14

Precipitao Mdia Anual

Mapa 1.4.1: Precipitao Mdia AnualFonte: HidroWeb ANA, 2010 / Base Cartogrfica IBGEProjeo: WGS, 84

O 200 400 600km

2000

1850

1700

1550

1400

1250

1100

950

800

650

500

(mm)

15

1.4 Clima

Projeo: WGS, 84 /Fonte: HidroWeb/ANA, 2010 / Base Cartogrfica IBGE

Mapa1.4.2PrecipitaoMensalJANEIRO

Mapa1.4.3PrecipitaoMensalFEVEREIRO

Mapa1.4.4PrecipitaoMensalMARO

Mapa1.4.5PrecipitaoMensalABRIL

400

350

300

250

200

150

100

60

0

400

350

300

250

200

150

100

60

0

400

350

300

250

200

150

100

60

0

400

350

300

250

200

150

100

60

0

O 200 400 600km

-14

-16

-18

-20

-22

-52 -50 -48 -46 -44 -42 -40

O 200 400 600km

-14

-16

-18

-20

-22

-52 -50 -48 -46 -44 -42 -40

O 200 400 600km

-14

-16

-18

-20

-22

-52 -50 -48 -46 -44 -42 -40

O 200 400 600km

-14

-16

-18

-20

-22

-52 -50 -48 -46 -44 -42 -40

(mm) (mm)

(mm) (mm)

16

1.4 Clima

Projeo: WGS, 84 /Fonte: HidroWeb/ANA, 2010 / Base Cartogrfica IBGE

Mapa1.4.6PrecipitaoMensalMAIO

Mapa1.4.7PrecipitaoMensalJUNHO

Mapa1.4.8PrecipitaoMensalJULHO

Mapa1.4.9PrecipitaoMensalAGOSTO

400

350

300

250

200

150

100

60

0

400

350

300

250

200

150

100

60

0

400

350

300

250

200

150

100

60

0

400

350

300

250

200

150

100

60

0

O 200 400 600km

-14

-16

-18

-20

-22

-52 -50 -48 -46 -44 -42 -40

O 200 400 600km

-14

-16

-18

-20

-22

-52 -50 -48 -46 -44 -42 -40

O 200 400 600km

-14

-16

-18

-20

-22

-52 -50 -48 -46 -44 -42 -40

O 200 400 600km

-14

-16

-18

-20

-22

-52 -50 -48 -46 -44 -42 -40

(mm) (mm)

(mm) (mm)

17

1.4 Clima

Projeo: WGS, 84 /Fonte: HidroWeb/ANA, 2010 / Base Cartogrfica IBGE

Mapa1.4.10PrecipitaoMensalSETEMBRO

Mapa1.4.11PrecipitaoMensalOUTUBRO

Mapa1.4.12PrecipitaoMensalNOVEMBRO

Mapa1.4.13PrecipitaoMensalDEZEMBRO

400

350

300

250

200

150

100

60

0

400

350

300

250

200

150

100

60

0

400

350

300

250

200

150

100

60

0

400

350

300

250

200

150

100

60

0

O 200 400 600km

-14

-16

-18

-20

-22

-52 -50 -48 -46 -44 -42 -40

O 200 400 600km

-14

-16

-18

-20

-22

-52 -50 -48 -46 -44 -42 -40

O 200 400 600km

-14

-16

-18

-20

-22

-52 -50 -48 -46 -44 -42 -40

O 200 400 600km

-14

-16

-18

-20

-22

-52 -50 -48 -46 -44 -42 -40

(mm) (mm)

(mm) (mm)

18

1.4 Clima

Temperatura

Aespacializaodastemperaturasmximasemnimasmensaisno estado de Minas Gerais baseou-se nas sries histricas de52estaesmeteorolgicasconvencionaisdoInstitutoNacionalde Meteorologia (INMET), pertencentes ao Banco de DadosMeteorolgicosparaEnsinoePesquisa (BDMEP) recentementedisponibilizadoparauso.

Aespacializaodatemperaturafoiefetuadaapartirdoestabe-lecimentoderelaesfuncionaisentreatemperaturamensaleaaltimetrialocalobtidapelomodelodeelevaodigitaldoterre-

noSRTM(Shuttle Radar Topography Mission: Misso Topogrfica Radar Shuttle),disponibilizadopelaNASA(National Aeronautics and Space Administration:AdministraoNacionaldaAeronuti-caedoEspao).

A localizaogeogrficaeotipode relevoexercem influncianas temperaturas em Minas Gerais, onde predominam asmaioresmdiasdetemperaturamximaemnimanasregies

Foto

: Ban

co sx

c.hu

Centro-Oeste,NoroesteeTringulo.Avariaodatemperaturamdiaanualnasreasmaiselevadasvariaentre17Ca20C.Jnasreasdemenoraltitude,atemperaturamdiaanualvariade20Ca23C.

OsMapas1.4.14e1.4.15apresentamamdiadastemperaturasmdiasmximas emnimas anuais no estado deMinas Geraiscombasenosdadosobtidos.

19

Temperatura Mxima Mdia Anual

Mapa 1.4.14: Temperatura Mxima Mdia AnualFonte: INMET(1961 1990)Projeo: WGS, 84

O 200 400 600km

32

30

28

26

24

22

20

18

C

20

Temperatura Mnima Mdia Anual

Mapa 1.4.15: Temperatura Mnima Mdia AnualFonte: INMET (1961 1990)Projeo: WGS, 84

O 200 400 600km

23

20

17

14

11

8

5

2

C

21

1.5 Infraestrutura

Figura 1.5.1: Infraestrutura de Transportes do Estadode Minas GeraisFonte: Fonte: DER MG; Base cartogrfica IBGE; IBGE Carta Internacional ao Milionsimo[26]

Vias de acesso

DeacordocomoDepartamentodeEstra-das de Rodagem deMinas Gerais (DER/MG-nov./2010), o Estado tem 8.957 kmderodoviasfederais(apenas667kmnopavimentados) e 26.604 km de rodoviasestaduais (7.238 km no pavimentados).Jnoquedizrespeitomalhaferroviria,MinasGeraiscontacom5.080kmdefer-roviaseasprincipaisempresasqueatuamno setor so a Ferrovia Centro-Atlntica,aMRSLogsticaS.A.eaEstradadeFerroVitria-Minas(Figura1.5.1).Ainda,MinasGeraisapresentariosnavegveis,aexem-plodos riosParanaba,Paracatu,dasVe-lhas,ParaopebaeSoFrancisco.

Sistema eltrico

MinasGeraispossui372empreendimen-tosemoperao,comumapotncia ins-taladade19.595MW.Nosprximosanos,o Estado ter uma adio de 1.391MWna capacidadede gerao, resultadodos7 empreendimentos em construo (454MW)emais73outorgados(937MW).AsTabelas1.5.1e1.5.2apresentamonme-roeapotnciadasCGH(CentralGeradoraHidreltrica),PCH(PequenaCentralHidre-ltrica),UHE (UsinaHidreltricadeEner-gia)eUTE(UsinaTermeltricadeEnergia)emMinasGerais.AsTabelas1.5.3e1.5.4demonstramasusinashidreltricaseter-meltricasemoperao.

O Estado ainda conta com uma usinaelicaeumausinasolarqueserinstaladaemSeteLagoas.ACEMIG,comoprincipalconcessionriaestadual,distribuienergiapara805dos853Municpiosmineiros,oquerepresentaogerenciamentodeumarede de distribuio acima de 400 milkmdeextenso, consideradaamaiordaAmrica Latina. O Mapa 1.5.1 ilustra osistemaeltricodeMinasGerais.

AeroportoRegional

AeroportoMetropolitano

Municpiocommaisde50.000habitantes

Municpio com populao entre 20.000 e50.000habitantes

Ferrovia

RodoviasFederaiseEstaduaisLe

gend

a

80 40 0 80 160 240 320

km

2222

Tipo Quantidade Potncia (kW) %CGH 84 48.694 0,25

PCH 87 719.189 3,67

UHE 63 16.968.175 86,59

UTE 138 1.859.052 9,49

Total 372 19.595.110 100,00

Usinas Hidreltricas em Operao em Minas Gerais

Tipo Quantidade Potncia (kW) %CGH 1 848 0,19

PCH 3 36.500 8,05

UHE 2 386.200 85,15

UTE 1 30.000 6,61

Total 7 453.548 100,00

Empreendimentos em Construo em Minas Gerais

Tabela: 1.5.1: Empreendimentos em Operao em Minas Gerais, 2011Fonte: http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/ResumoEstadual/CapacidadeEstado.asp?cmbEstados=MG:MINASasp?cmbEstados=MG:MINAS

Tabela: 1.5.2: Empreendimentos em Construo em Minas Gerais, 2011Fonte: http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/ResumoEstadual/CapacidadeEstado.asp?cmbEstados=MG:MINASasp?cmbEstados=MG:MINAS

Tabela: 1.5.3: Usinas Hidreltricas em OperaoFonte: http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/ResumoEstadual/ResumoEstadual.aspconsulta em 10/05/2012

Usina Termeltrica MW Combustvel Classe AurelianoChaves(Ex-Ibirit) 226 GsNatural Fssil

Igarap 131 leoUltraviscoso Fssil

Aominas 103 GsdeAltoForno Outros

Cenibra 89 LicorNegro Biomassa

SantaJuliana 88 BagaodeCanadeAcar Biomassa

JuizdeFora 87 GsNatural Fssil

Usiminas2 63 GsdeAltoForno Outros

SoJudasTadeu 56 BagaodeCanadeAcar Biomassa

Ituiutaba 56 BagaodeCanadeAcar Biomassa

ValedoSoSimo 55 BagaodeCanadeAcar Biomassa

BioenergticaValedoParacatu-BEVAP 55 BagaodeCanadeAcar Biomassa

VoltaGrande 55 BagaodeCanadeAcar Biomassa

ValedoTijuco 45 BagaodeCanadeAcar Biomassa

ValedoTijucoII 40 BagaodeCanadeAcar Biomassa

Ipatinga 40 GsdeAltoForno Outros

LDCBioenergiaLagoadaPrata

(Ex.LouisDreyfusLagoadaPrata)40 BagaodeCanadeAcar Biomassa

Delta 32 BagaodeCanadeAcar Biomassa

CampoFlorido 30 BagaodeCanadeAcar Biomassa

CoruripeEnergtica-FilialCampoFlorido 30 BagaodeCanadeAcar Biomassa

DVPA 28 BagaodeCanadeAcar Biomassa

Cerrado 25 BagaodeCanadeAcar Biomassa

Total 25 BagaodeCanadeAcar Biomassa

Cabrera 25 BagaodeCanadeAcar Biomassa

CargillUberlndia 25 ResduosdeMadeira Biomassa

Fosfrtil(ExpansodoComplexoIndustrialUberaba) 24 GsdeProcesso Outros

CoruripeIturama 24 BagaodeCanadeAcar Biomassa

Carneirinho 24 BagaodeCanadeAcar Biomassa

BungeArax 23 Enxofre Outros

UsinaCoruripeAcarelcool 20 BagaodeCanadeAcar Biomassa

Contagem 19 GsNatural Fssil

Usiminas 19 GsdeAltoForno Outros

UsinaMonteAlegre 19 BagaodeCanadeAcar Biomassa

Frutal 16 BagaodeCanadeAcar Biomassa

Trilcool 15 BagaodeCanadeAcar Biomassa

Passos 14 BagaodeCanadeAcar Biomassa

Barreiro 13 GsdeAltoForno Outros

Uberaba 12 BagaodeCanadeAcar Biomassa

Santongelo 12 BagaodeCanadeAcar Biomassa

Selecta 11 BagaodeCanadeAcar Biomassa

Demaisusinascommenosde10MW 120

Total 1.816

Usinas Termeltricas em Operao em Minas GeraisEmpreendimentos em Operao em Minas Gerais

Tabela: 1.5.4: Usinas Termeltricas em OperaoFonte: http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/ResumoEstadual/ResumoEstadual.aspconsulta em 10/05/2012

Usina Hidreltrica MW RIOItumbiara 2.081 Paranaba

SoSimo 1.710 Paranaba

Marimbondo 1.440 Grande

guaVermelha(JosErmriodeMoraes) 1.396 Grande

Furnas 1.216 Grande

Emborcao 1.192 Paranaba

Estreito(LuizCarlosBarretodeCarvalho) 1.048 Grande

CachoeiraDourada 658 Paranaba

NovaPonte 510 Araguari

MarechalMascarenhasdeMoraes(Ex-Peixoto) 492 Grande

Jaguara 424 Grande

Miranda 408 Araguari

TrsMarias 396 SoFrancisco

VoltaGrande 380 Grande

Irap 360 Jequitinhonha

Aimors 330 Doce

PortoColmbia 319 Grande

AmadorAguiarI(Ex-CapimBrancoI) 244 Araguari

Igarapava 210 Grande

AmadorAguiarII(Ex-CapimBrancoII) 210 Araguari

Mascarenhas 189 Doce

IlhadosPombos 187 ParabadoSul

Funil 180 Grande

Baguari 141 Doce

Guilman-Amorim 140 Piracicaba

RisoletaNeves(Ex-Candonga) 140 Doce

PortoEstrela 112 SantoAntnio

Queimado 105 Preto

SaltoGrande 102 SantoAntnio

RetiroBaixo 82 Paraopeba

SCarvalho 78 Piracicaba

SantaClara 60 Mucuri

Sobragi 60 Paraibuna

Itutinga 52 Grande

Picada 50 Peixe

Camargos 46 Grande

BarradoBrana 39 Pomba

SantaFI 30 Matip

NovaMaurcio 29 Piau

Cachoeiro 27 Manhuau

UnaBaixo 26 Par

SoJoo 25 Piranga

IvanBotelhoIII(Ex-Triunfo) 24 Glria

IvanBotelhoI(Ex-Ponte) 24 Pomba

PaiJoaquim 23 Araguari

BarradaPacincia 23 CorrenteGrande

OrmeoJunqueiraBotelho(Ex-CachoeiraEncoberta) 23 Glria

Funil 23 Guanhes

Piedade 22 Piedade

JooCamiloPenna(Ex-CachoeiradoEmboque) 22 Matip

Pipoca 20 Manhuau

Paiol 20 SuauGrande

AreiaBranca 20 Manhuau

Malagone 19 Uberabinha

Piau 18 Piau/Pinho

AntasII 17 Antas

TlioCordeirodeMello(Ex-Granada) 16 Matip

Carangola 15 Carangola

Gafanhoto 14 Par

CorrenteGrande 14 CorrenteGrande

IvanBotelhoII(Ex-Palestina) 12 Pomba

Brecha 12 Piranga

Glria 11 Glria

SoGonalo(Ex-SantaBrbara) 11 SantaBrbara

Fumaa 10 GualaxodoSul

Ninhodaguia 10 SantoAntnio

CocaisGrande 10 RibeiroGrande

Outrasusinashidreltricasmenosde10MWdepotncia 378

Total 17.736

Cont. Usinas Hidreltricas em Operao em Minas Gerais

23

Linhas de Transmisso

O 200 400 600km

LT500kV

LT345kV

LT230-161kV

LT138kV

LT69kV

LT34.5kV

SEexistente

SEplanejada/emconstruo

Mapa 1.5.1: Linhas de Transmisso do Estado de Minas GeraisFontes: Base Cartogrfica do DER MG; IEF e IBGE[26]Projeo: WGS, 84

Lege

nda

UHEemoperao

24

Os dados do Censo Demogrfico (IBGE, 2010) revelam que apopulaodeMinasGeraiserade19.597.330em2010, sendoque 16.715.216 pessoas residiam na rea urbana e 2.882.114na rea rural. Assim, o grau de urbanizao de Minas Geraiserade85,29%em2010.Apopulaoestadualeraformadapor9.641.877homense9.955.453mulheres.

AtaxamdiageomtricadecrescimentoanualdapopulaodeMinasGerais,entre2000e2010,foide0,91%a.a.contra1,44%a.a. registrada entre 1991-2000. O crescimento da populao explicado pela evoluo dos componentes da dinmicademogrfica:fecundidade,mortalidadeemigrao.

Assim,aPesquisaNacionalporAmostradeDomiclios(PNAD)doIBGEmostraqueMinasGerais,em2009,tinhaasegundamenorTaxadeFecundidadeTotal (TFT)dopas:1,67filhopormulher,atrsapenasdoRiodeJaneiro(1,63).ATFTdoBrasilerade1,94filho pormulher em 2009. Em 2000, o Censo Demogrfico doIBGEindicavaqueaTFTmineiraerade2,23,oqueindicaofrancodeclniodeste indicadornoEstado.A fecundidademineiraestabaixodonvelde reposiopopulacional (2,1),oque significaque, do ponto de vista apenas do crescimento vegetativo, queno considera osmovimentosmigratrios, a populaodeverdiminuir nas prximas dcadas, caso os nveis de fecundidadesemantenham abaixo de 2,10 filho pormulher, hiptese bemplausvel(IBGE,2000;IBGE,2009).

AanlisedaExpectativadeVidaaoNascer(e0)importanteparaterumaboanoodocomportamentodamortalidadenoEstado.Em2009ae0deMinasGeraiserade75,1anos.Paraquesetenhaumabasecomparativa,oDistritoFederaleSantaCatarinaocupamo 1 lugar (75,8 anos) enquanto Alagoas (67,6 anos) aparecena ltimaposio. Isto demonstra que umbrasileiro nascido eresidenteemMinasGerais,em2009, tendeaviver,emmdia,7,5anosamaisqueumnascidoemAlagoaseapenas0,7anoamenosdoqueumnascidonasduasunidadesdafederaoqueocupamotopodoranking(IBGE,2009).

DeacordocomaPNAD2009,das17.332.000pessoasqueresidiamemMinasGeraisnesseano,1.440.000pessoasnoeramnaturaisdoEstado.Ainda,6.839.000noeramnaturaisdomunicpioderesidncianoanodapesquisa(IBGE,2009).

OMapa1.6.1demonstraque,em2010,apopulaomineiranoestdistribudademaneirauniformenoterritrio,umavezqueamicrorregiodeBeloHorizonteconcentra24,35%dapopulaototaldeMinasGerais.Outrasmicrorregiesmerecemdestaque,sobretudoaquelasqueabrigamascidadesmdiasmaisdinmicas

doEstado.AmicrorregiodeUberlndia,noOesteMineiro,asegundamaispopulosadeMinasGerais,com820.245pessoas,oquecorrespondea4,19%dototal.

Nessa poro do Estado, amicrorregio de Uberaba tambmmerecedestaque, com346.024pessoas (1,77%) (IBGE,2010).NaZonadaMata,amicrorregiodeJuizdeForaabrigaoter-ceiromaiorcontingentepopulacionaldoEstado,com728.602pessoas(3,72%).NoSul,asmicrorregiesdeVarginhaePoosdeCaldassedestacamcomumapopulaode441.060(2,25%)e342.055(1,75%)respectivamente(IBGE,2010).NoNortemi-neiro,oCensoDemogrfico (IBGE,2010) revelaqueapenasamicrorregio de Montes Claros apresenta expressivo contin-gentepopulacional,com601.867pessoas (3,07%).NovaledorioDoce,asmicrorregiesdeIpatinga(526.781)eGovernadorValadares(415.696)tambmpossuemestoquespopulacionaissignificativos.Segundoobalanoenergticopublicadoem2010paraoEstadocomanobase2009(CEMIGCompanhiaEnergti-cadeMinasGerais25BalanoEnergticodoEstadodeMinasGeraisBEEMG/2010anobase2009),oconsumodeenergiaeltricacresceuprogressivamenteapartirde2002.Destaca-seumaumentosignificativodaparticipaodas fontesalternati-vasdeenergia.Dototaldademandaestadualdeenergia,55,2%referem-seafontesrenovveisdeenergiaeorestanteafontesno renovveis. Em 2009 houve um crescimento de 9,5% emrelaoa2008naproduodeenergiahidrulica63.300GWh(5.444miltep).Foiobservadoqueem2009,58,8%dademandadeenergianoEstadofoidestinadaaosetorindustrial,enquantoosetorresidencialrepresentou11,3%.OestadodeMinasGe-raispossuiumaposiodedestaquenocenrionacionalquan-toaoaproveitamentodeenergiasolar.Emtermosenergticos,ainstalaode1,58milhesdem2decoletoressolaresemMi-nasGeraisrepresentouumacapacidadeinstaladaem2009de1.105MWth (1mde coletor instaladogera0,7 kWth, queapotncia trmicaaproveitada),oque significaumaeconomia,ouseja,energiaeltricaevitada,de1.327GWh,ouumpercen-tualdeeconomiade8,3%noanode2009.OMapa1.6.1ilustraadistribuiodapopulaoresidenteemMinasGeraispormi-crorregioedoconsumodeenergiaeltricafaturadonoEsta-doem2010.Observa-sequeasmicrorregiesmenospovoadasecommenorconsumoestolocalizadasnoNorte,NoroesteepartedoNordestemineiro.Osprincipaiscentrosconsumidoresecommaiorpopulaosituam-senaregiometropolitanadeBeloHorizonteeseuentorno,naZonadaMataemJuizdeFora,noTrianguloMineiroemUberlndia,UberabaeArax,desta-cando-setambmasmicrorregiesdosetorsiderrgicomine-rriocomoIpatinga,Itabira,OuroPretoeConselheiroLafaiete.

1.6 Demografia e consumo de energia

Foto

: Ban

co sx

c.hu

25

Populao e Consumo de Energia

*A diviso territorial do Brasil em microrregies adotada pelo IBGE tem fins de uso prtico em estatstica, agrupando municpios

limtrofes com base em similaridades econmicas e sociais.O 200 400 600km

ConsumodeEnergia(MWh)em2010

Populao

Mapa 1.6.1: Populao e Consumo de Energia por Microrregies* do Estado de Minas GeraisFontes: IBGE, 2010, CEMIG, 2010, ENERGISA, 2011, Empresa Eltrica Bragantina, 2011 e Departamento Municipal de Eletricidade de Poos de Caldas, 2011Projeo: WGS, 84

Lege

nda

Limitesentreasmicrorregies

2. Energia Solar e Tecnologia

2.1 ENERGIASOLARNASUPERFCIETERRESTRE..........................................................................................27 2.1.1 Introduo....................................................................................................................................27 2.1.2Mensuraodaradiaosolarnasuperfcieterrestre.................................................................28 2.1.3Estimaodaradiaosolarnasuperfcieterrestre.....................................................................31 2.1.4InformaessolarimtricasatualmenteexistentesnoBrasil........................................................32

2.2 HISTRICO..............................................................................................................................................32 2.2.1 LinhadeTempodaTecnologiaSolarFotovoltaicaeTrmica........................................................32

2.3 TECNOLOGIA...........................................................................................................................................34 2.3.1 Tecnologiasolarfotovoltaica.........................................................................................................34 2.3.2 Estadodaartedaseficincias.......................................................................................................34

2.3.3 Tecnologiasolartrmica...............................................................................................................37 2.3.4 Coletorsolarplano,tecnologiaemercadonomundoenoBrasil................................................37 2.3.5 Coletorsolarconcentradorparaproduodeenergiaeltrica,tecnologiaemercado................38 2.3.6 Evoluorecentedatecnologiaemercado..................................................................................40 2.3.7 Quantidadeacumuladainstaladaportecnologiaepas..............................................................41

2.4 DESENVOLVIMENTODATECNOLOGIAEMMINASGERAIS.....................................................................43

Foto

: CEM

IG

27

2.1.1 Introduo

Porqu da necessidade do conhecimento do recurso solar

Aprediodaproduodeenergiaanualcrucialparaoclculodocustodaenergiagerada,considerandoasvariabilidadeses-tocsticasinteranuaisdaradiaosolarerepercutediretamentenaviabilidadeeconmicadoempreendimento.Osclculossa-zonaisso importantesparatraarasestratgiasoperacionaisdosistemaenergtico,porexemplo,aclssicacomplementari-dadedaenergiaelicaetambmdaenergiasolarcomaenergiahidrulica da bacia do rio So Francisco. Emescala de tempomais curto (horas), so importantespara subsidiarestratgiasdesistemasdearmazenamento.

Apsaconstruodausina,umadasetapasdocomissionamen-to e aceitao da usina requer testes operacionais (pelome-nosdecurtadurao)paraverificarseausinaestdentrodasespecificaeseparmetrosdoprojetoefazera infernciadaproduoanualdeenergia.Duranteavidadausina,aradiaosolar dever sermonitorada continuamente e o desempenhodeversercalculadosimultaneamenteparadetectarpossveisquedasdedesempenhoporenvelhecimentode componentes(perdaderefletividadenosespelhosrefletores,devcuonostu-boscoletoresoudegradaodacamadadeproteodeclulasfotovoltaicas)ounecessidadedelimpeza(lavagemdasuperfciedeespelho,mdulofotovoltaicooudetuboscoletores).

Radiao solar extraterrestre

A radiao solar pode ser modelada com boa precisoconsiderandooSolcomocorponegroqueemiteumatemperaturade5.860K.EmboraoSolemitaradiaoemtodooespectro(deraios gama at ondas de rdio), cerca de 97% compreendemocomprimentodeondade290a3000nm,ou seja,na regioultravioleta (UV) e infra-vermelho prximo (IVprox). O espectrosolar(extraterrestre)notopodaatmosferaterrestremuitobemdefinidodadaatemperaturadocorpo(LeideStefan-Boltzmann)eadistnciaTerra-Sol (atenuao seguindoa lei do inversodoquadradodadistncia).NaFigura2.1.1podeservistooespectrosolarextraterrestre(amarelo),oespectrosolarmodeladocomocorponegroeoespectrosolarnasuperfcieterrestre(vermelho).Observa-sena regiodoUVe IV

prox a forteabsorodooznio

(O3)na regiodoUVeabsores ressonantesnas regies IVeIV

prox,devidoaovapordguaeaodixidodecarbono.

Constante solar

Medidas realizadas com satlites, Figura2.1.2,mostramquea radiao solarextraterrestremuitoestvele temovaloraproximadode1366W/m2,aumadistnciaSol-Terra iguala1UA(unidadeastronmica),queiguala149.598.106km.Asvariaesdecorrentesdemanchassolarescomperiodicidadede11anos fazemessevaloroscilarde0,1%,sendo1367W/m2 emperodos commuitasmanchase1365W/m2 emcasocontrrio. Em termos sazonais, a excentricidade da rbitaterrestreprovocaumavariaoaproximadade3%,resultandoem1.415W/m2em3dejaneiroe1321W/m2em4dejulho.

Figura 2.1.1: Espectro solar extraterrestre e na superfcie terrestreFigura 2.1.2: Variabilidade da constante solarFonte: http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2003/17jan_solcon/

2.1 Energia Solar na Superfcie Terrestre

28

Atenuao pela atmosfera, componentes na superfcie terrestre

A interao da radiao solar extraterrestre com a atmosferaprovocareaesdeabsoroeespalhamentodeftonscomosconstituintesdaatmosfera.Assim,oespectrosolarresultantenasuperfcie terrestre depender da concentrao, configuraoespacial e temporal desses constituintes e ser de naturezaestocstica.NaFigura2.1.3estomostradasesquematicamenteas reaesde espalhamento e absorona atmosfera e, comoresultado, a desagregao da radiao solar em componentesdireta e difusa, entendendo como difusa a radiao solar quesofreumoumaisprocessosdeespalhamento.

Figura 2.1.3: Componentes direta e difusa da radiao solar na superfcie terrestre

2.1.2 Mensurao da radiao solar na superfcie terrestre

Sensores e princpios das medies solarimtricas

Osinstrumentossolarimtricosmedemapotnciaincidenteporunidadedesuperfcie,integradasobreosdiversoscomprimen-tosdeonda.Aradiaosolarcobretodaaregiodoespectrovisvel,0,4a0,7m,umapartedoultravioletaprximode0,3a0,4m,eoinfravermelhonointervalode0,7a5m.Asmediespadres soa radiao totalea componentedifusanoplanohorizontalearadiaodiretanormal.Habitualmentesoutili-zadosinstrumentoscujosensorderadiaoumatermopilha,quemede a diferena de temperatura entreduas superfcies,normalmente pintadas de preto e branco e igualmente ilumi-nadas. A vantagem principal da termopilha a sua respostauniformeemrelaoaocomprimentodeonda.Porexemplo,opiranmetroEppley,modelo8-48,apresentaessacaractersticanointervalode300a3000nm.

Ossensoresbaseadosnaexpansodiferencialdeumparbime-tlico,provocadoporumadiferenadetemperaturaentreduassuperfciesdecorpretaebranca, foramtambmutilizadoseminstrumentossolarimtricos(actingrafostipoRobitzch-Fuess).Aexpansodo sensormovimentaumapenaque registrao valorinstantneodaradiaosolar.Soinstrumentosanalgicosehojestminteressehistrico.

Fotoclulas de silcio monocristalino ou diodos so utilizadosno presente e com bastante frequncia como sensores paramediespiranomtricas.Seucustode10a20%doscustosdosinstrumentosqueusamtermopilhas.Suamaiorlimitaoanouniformidadedarespostaespectralearegiorelativamentelimitadadecomprimentosdeondaqualafotoclulasensvel(400a1.100nm,comomximoemtornodos900nm).Comocercade99%doespectrosolarestende-seentre270a4700nm,o intervalo de sensibilidade desses sensores s compreende66%daradiao.

Asfotoclulasetermopilhasrealizammedidasessencialmentediferentes. A fotoclula conta o nmero de ftons com ener-giamaiorqueadiferenaexistenteentreduasbandasdeener-giadomaterialcomasquaisessesftonsinteragem(bandadeenergia proibida do silcio). A energia em excesso dos ftonssimplesmentedissipadaemformadecalor.Umatermopilhamedepotnciae,portanto,omomentodeprimeiraordemdadistribuioespectral.Estadiferenadorigemacaractersticasespectraisqualitativamentediferentesquecomplicamaanlisedainterrelaoentreambosostiposdesensores.

Seoespectrosolartivessesempreamesmadistribuio,bastariauma calibrao destes sensores, que no seriam, portanto,afetadospelasuarespostaespectral.Noentanto,adistribuioespectralmodifica-secomamassadearecoberturadenuvens.Essa mudana muito importante para a componente diretanormal da radiao e extremamente grande para a radiaodifusaaopontode,nestecaso,amediopoderserafetadadeerrosdaordemde40%.

Instrumentos solarimtricos

AradiaototalIhqueatingeumplanohorizontal localizadonasuperfcieterrestreasomadeduascomponentes,asaber:

Ih = Ibn cos(z) + Idemque:

Ibn a radiao solar direta normal,

z o ngulo formado pelos raios com o plano horizontal

Id a radiao solar difusa que incide sobre o plano horizontal

Quando o plano coletor est inclinado de um ngulo comrelao aoplanohorizontal, parte da radiao refletidano soloadjacente incide na sua superfcie. Esta radiao constitui umaterceiracomponente,denominadaalbedo.Os instrumentosqueso descritos a seguir se destinam medio ou estimao daradiaototaloudeumadassuascomponentesou,oquemaiscomum,dasuaintegralaolongodeumdia.Amediodoalbedo,quando necessria, realizada pelos mesmos instrumentos demedioderadiaototal, sendoestes,porm,voltadosparaosolo.

2.1 Energia solar na superfcie terrestre

29

Heligrafo

Esteinstrumentotemporobjetivomediraduraodainsolao,ou seja, o perodo de tempo em que a radiao solar diretasupera um dado valor de referncia. So instrumentos aindademuita importncianaagricultura,almdeexistirumgrandenmerodelesinstaladosemtodoomundo,jhbastantetempo.Oheligrafooperaapartirdafocalizaodaradiaosolarsobreuma carta que, como resultado da exposio, enegrecida. Ocomprimento desta regiomede o chamado nmero de horasde brilho do Sol. Diversas correlaes desenvolvidas permitemo clculo da radiao total diria, a partir das horas de brilhosolar.Existeumlimiarderadiaosolar,acimadoqualocorreoenegrecimentoporqueimadacartadepapeldoheligrafo.Estelimiar apresentauma variabilidade, dependendoda localizaogeogrfica, do clima e do tipo da carta utilizada. Em geral, ovalor do limiar est entre 100 e 200 W/m2. Entretanto, umarecomendao da Organizao Meteorolgica Mundial (OMM)estabelecequeovalordo limiardeveserde120W/m2 (WMO,2003).

Oinstrumentorecomendadoparamediodainsolao(nmerode horas de brilho do Sol) o heligrafo do tipo Campbell-Stokes,comascartasespecificadaspeloServioMeteorolgicoFrancs, em conformidade com a OMM. Este equipamentoconsistedeumaesferadevidropolida,quesecomportacomouma lente convergentemontada demaneira tal que, em seufoco,secolocaacartadepapelpararegistrodirio.NaFigura2.1.4podeserobservadoumheligrafoCampbell-Stokeseasrespectivascartasderegistro.

Actingrafo

Esteinstrumento,tambmconhecidocomopirangrafo,foimui-toutilizadodevidoaoseubaixocusto.Oactingrafoutilizadoparamediodaradiaosolartotalousuacomponentedifusa,possuindoosensoreoregistradornamesmaunidade.Elecon-siste,essencialmente,emumreceptorcomtrstirasbimetlicas,acentraldecorpretaeaslateraisbrancas.Astirasbrancasestofixadaseapretaest livreemumaextremidade,e irosecur-var, quando iluminadas, emconsequnciadosdiferentes coefi-cientesdedilataodosmetaisqueascompem.Natirapreta,esteencurvamentogeraummovimentonoextremolivre,quetransmitidomecanicamenteaumapenaque irregistrarsobreumacartadepapel,montadasobreumtamboracionadoporme-canismoderelojoaria.UmactingrafobimetlicotipoRobitzsch--Fuess mostradoa seguir, na Figura2.1.5.Os actingrafos sdevemserutilizadosparamediodetotaisdiriosderadiao,sendoparaissonecessriaaplanimetriadacartacomoregistro.Ascaractersticasdoinstrumento,incluindoaprpriaplanimetriadoregistro,levamaerrosnafaixade15a20%.Mesmocomumacalibraomensal, esses erros no so inferiores aos 5 a 10%,sendoconsideradouminstrumentodeterceiraclasse.Entretan-to,estudosrecentesmostramapossibilidadedemelhorarcon-sideravelmenteaprecisodosresultados,reduzindooerroparacercade4%(ESTEVES,1989).Estesinstrumentostmboalineari-dadeeboarespostaespectral,masnohboacompensaodetemperaturaeotempoderespostalento.SeucustoestimadodaordemdeUS$500,00;porm,necessriaaaquisiodeumplanmetroparatotalizaoderegistroobtidonacarta.

Figura 2.1.4: Heligrafo CambellStokes e cartas de registro Figura 2.1.5: Actingrafo bimetlico do tipo Robitzsch-Fuess

Piranmetro fotovoltaico

Ocustodospiranmetrosdeprimeiraesegundaclasse,quese-rodescritosaseguir,tempromovidoointeressepelodesenvol-vimentoeutilizaodeinstrumentoscomsensoresfotovoltaicos,decustosmaisreduzidos.Trabalhospublicadosmostramaspos-sibilidadesdestesinstrumentos,sejaparausosisoladosoucomointegrantesdeumaredesolarimtrica(MICHALSKY,1987eGAL-LEGOS,1987).Estessolarmetrospossuemcomoelementosen-sorumaclulafotovoltaica,emgeraldesilciomonocristalino.Asfotoclulastmapropriedadedeproduzirumacorrenteeltricaquandoiluminada,sendoestacorrente,nacondiodecurto-cir-cuito,proporcionalintensidadedaradiaoincidente.

Taispiranmetrostmrecebidodiversascrticas,particularmentequanto a sua resposta espectral, ou seja, a seletividade do es-pectro solar parcial.Este fenmeno inerente ao sensor e, emconsequncia, incorrigvel.Outrasquestes,comoarefletivida-dedasclulasedependnciadarespostacomatemperatura,jpossuemsoluesplenamentesatisfatrias(ATIENZA,1993).Dequalquerforma,seubaixocustoefacilidadedeusoosfazempar-ticularmenteteis como instrumentos secundrios. Entretanto,suautilizaorecomendadapara integraisdiriasderadiaosolartotalsobreoplanohorizontalouparaobservarpequenasflutuaesdaradiao,devidoasuagrandesensibilidadetempo-ralderespostaquaseinstantneadefraesdes.

Talsensor,mostradonaFigura2.1.6,bastanteestvel,comumadegradao de sensibilidademenor que 2% ao ano. Os custosdestesinstrumentosestonafaixadeUS$130-300(MICHALSKY,1987eGALLEGOS,1987).

Figura 2.1.6: Sensor piranomtrico fotovoltaico

2.1 Energia solar na superfcie terrestre

30

Piranmetro termoeltrico

O elemento sensvel destes solarmetros , em essncia, umapilha termoeltrica, constituda por pares termoeltricos(termopares)emsrie.Taistermoparesgeramumatensoeltricaproporcional diferena de temperatura entre suas juntas, asquais se encontram em contato trmico com placas metlicasqueseaquecemdeformadistinta,quandoiluminadas.Portanto,adiferenadepotencialmedidanasadado instrumentopodeserrelacionadacomonvelderadiaoincidente.

Entre os piranmetros termoeltricos existem essencialmentedoistiposemuso,sendoeles(ATIENZA,1993):a)Piranmetroscom o detector pintado de branco e preto, isto , o receptorapresentaalternativamentesuperfciesbrancasepretas,dispostasemcoroascircularesconcntricasoucomoutros formatos, taiscomoestrela ou quadriculados.Nestes instrumentos, as juntasquentes das termopilhas esto em contato com as superfciesnegras, altamente absorventes, e as frias em contato com assuperfcies brancas, de grande refletividade e b) Piranmetroscom a superfcie receptora totalmente enegrecida em contatotrmico com as juntas quentes e as frias, associadas a umblocodemetaldegrandecondutividade trmica, colocadasnointeriordoinstrumento,resguardadasdaradiaosolaretendo,aproximadamente,atemperaturadoar.

Figura 2.1.7: Piranmetro do tipo Black & White Eppley 8-48 Figura 2.1.8: Piranmetro de preciso de primeira classe

Pirelimetro

O pirelimetro o instrumento utilizado para medir a radiaodireta. Ele se caracteriza por possuir uma pequena abertura deformaaverapenasodiscosolarearegiovizinha,denominadacircunsolar.Ongulodeaceitaodaordemde6eoinstrumentosegueomovimentodoSol,quepermanentementefocalizadonaregiodosensor.Emgeral,seutilizaumamontagemequatorialcommovimentoemtornodeumnicoeixo,queajustadoperiodicamenteparaacompanharamudanadongulodedeclinaodoSol.Ofatodopirelimetro terumngulodeaceitaoquepermitemedir aradiao circunsolar pode levar a certos equvocos com relao intensidadedaradiaodiretaque incideeaceitaporcoletoresconcentradores,cujongulodeaceitaohabitualmentemenorqueongulodeaceitaodoinstrumento.Estadiferenarequerepodeserobjetodecorreo.

Os pirelimetros so instrumentos de preciso e, quandoadequadamenteutilizadosnasmedies,possuemerronafaixade0,5%.Naatualidade,osmaisdifundidossoosdetermopilhas.

Ospirelimetrosdetermoparessoosequipamentosnormalmen-teutilizadosparamediesemcampodaradiaosolardiretanor-mal.Nestetipodepirelimetros,oprincpiooperacionalseme-lhanteaodospiranmetrostermoeltricos.OsmaisdifundidossooEppleyN.I.P. (Normal Incidence Pyrheliometer: PirelimetrodeIncidnciaNormal)eoKipp&Zonen,respectivamentefabricadosnosEstadosUnidosenaHolanda.UmpirelimetroEppleyN.I.P.podeservistonaFigura2.1.9.

Figura 2.1.9: Pirelimetro de incidncia normal (NIP) Eppley

2.1 Energia solar na superfcie terrestre

Os piranmetros mais difundidos dentro do tipo Black &Whiteso:Eppley8-48 (EstadosUnidos),mostradonaFigura2.1.7; o Cimel CE-180 (Frana); o Star ou Shenk (ustria) e oM-80M (Rssia). Destes, o Eppley 8-48 e o CE-180 possuemcompensao em temperatura. Entre os piranmetros comsuperfcie receptora totalmente preta os mais usados so oEppleyPSP(EstadosUnidos),vistonaFigura2.1.8,eoKipp&ZonenCM5,CM10,CM21eCM22(Holanda).OCM22uminstrumento de grande preciso e considerado um padrosecundrio; o Eppley PSP e o CM 21 so instrumentos deprecisoeconsideradodeprimeiraclasse.

Ospiranmetrosdeprimeiraclassetmboapreciso,nafaixade 2 a 5%, dependendo do tipo utilizado. Tais instrumentospodem ser usados para medir radiao em escala diria,horriaouatmenor,oquevaidependermaisdaprogramaodo equipamento de aquisio de dados associado (LYRA,FRAIDENRAICHeTIBA,1993).

31

Medio da radiao solar difusa

Asmediesderadiaodifusasorealizadascompiranmetrosoumesmoactingrafoscujossensoresseencontramsombreadosporumabandaoudisco,de formaano incidir radiao solardireta.Omaistradicionalousodabandadesombraemformadearoousemiaro,colocadaemparalelocomaeclptica.Destaforma,osensorestarsombreadodurantetodoodiaconformea Figura2.1.10. Se, simultaneamentemedianteousodeoutropiranmetro formedida a radiao global no plano horizontal,serpossvelmedianteumasimplessubtraoestimararadiaosolardiretanoplanohorizontaleposteriormenteasuaconversoparaincidncianormal.

Fig. 2.1.10: Piranmetro com banda de sombra para medio de radiao difusa

2.1.3 Estimao da radiao solar na superfcie terrestre

Aescassezdeinformaesprecisassobrearadiaosolardispo-nvelemumadeterminadalocalidadeumdosfatoreslimitativosnodesenvolvimentodereascomoagropecuria,meteorologia,engenhariaflorestal, recursoshdricoseparticularmenteparaareadaconversodaenergiasolar.NoBrasilTibaeoutros(TIBAet al,2001),fizeramumlevantamentodasinformaessolarim-tricas terrestresexistentes, constatandoagrandeescassezdes-sasinformaes(principalmentenaescaladiria)paraamaioriadaslocalidadesbrasileiras,provavelmenteexplicadatantopelosaltos custos dos equipamentos utilizados na obteno dessesdadoscomotambmpelagrandeextensoterritorial.Amesmasituaoocorreemoutras localidadesdomundoe,mesmoempasesdotadosdeboasredessolarimtricas,acomplementaodasinformaesfeitamediantemodelagens.Osprincipaistiposdemodelagensso:correlaesoumodelagemestatsticasesta-cionriasouseqenciaiseestimaoviaimagensdesatlitesoumedianteousoderedesneuraisartificiais.

Acorrelaoestatsticaexperimentalentrearadiaosolartotaleoutrasvariveismedidasrotineiramenteemestaesmeteorol-gicasconvencionaispermiteestabelecermodelospolinomiaisoucommltiplasvariveis(ANGSTRM,1924.AKINOGLUeECEVIT,1990.YANG;HUANGeTAMAI,2001).AmaisconhecidaeutilizadaummodelolineardenominadocorrelaodeAngstrm.Amode-lagemestatsticaseqencialgeraodesriestemporaissintti-casdaradiaosolardiria,quereproduzamasprincipaiscaracte-rsticasestatsticasdassrieshistricas,viabilizandoasimulaoeaavaliaodedesempenhodossistemassolaresalongoprazobaseadanoconceitodacadeiadeMarkov.Estesmodelospodemserdivididosemduassubclasses:osmodelosemqueoschoquesaleatrios,parteno-controlveldomodelonormalmentechama-daderudobranco,quefazemevoluirosistemadeumestadoaoseguintesointroduzidosexplicitamentenaequaoquecalculaoestadoacadainstante,denominadosmodelosAutorregressivosdeMdiaMvel(ARMA)eaquelesemqueesseschoquessoin-troduzidosimplicitamente,viaumalgoritmoquedescreveaevolu-odeumestadoaoutro,deacordocomcertasprobabilidadesdetransio.EsteltimomtodoconhecidocomomodelobaseadonaMatrizdeTransiodeMarkovMTM (AGUIAR;COLLARES--PEREIRAeCONDE,1988).Essasmetodologiasrequeremcomoda-dosdeentradaovalordaradiaosolarmdiamensalesomenteproduzemsriestemporaisunivariadas.

Osinalregistradoporumradimetroabordodeumasatlitedecorrentedofluxoderadiaosolarrefletidopelaatmosfe-

ra terrestreaoespao.OprincpiodaconservaodeenergiaaplicadonosistemaTerra-atmosferaresultaquearadiaoso-larincidentenotopodaatmosferaigualsomadaradiaorefletida(medidapelosatlite),absorvidapelaatmosferaepelasuperfciedaTerra.AradiaosolarnasuperfciedaTerraestrelacionadacoma radiaoabsorvidade formadiretaepodeserfacilmentecalculadadadooalbedo(refletividadedasuperf-cieterrestre).Porm,devidodificuldadedeestimararadiaosolarabsorvidapelaatmosferaeoalbedo,doismtodosforamdesenvolvidosparacontornaresseproblema:oestatsticoeofsico.Omtodo estatstico trata-se damedio experimentalsimultnea do radimetro do satlite e a radiao solar totallocalnasuperfcieterrestre(TARPLEY,1979).Omtodofsicobaseado namodelagemfsica dos processos radiativos decor-rentesdapassagemdaluzsolarnaatmosfera(GAUTIER;DIAKeMASSE,1980.STUHLMANN;RIELANDeRASCHKE,1990.JANJAI;PANKAEWeLAKSANABOONSONG,2009).

AsRedesNeuraisArtificiais(RNAs)tmsidoaceitascomoumatecnologiaalternativaparaaanlisedeproblemasdeenge-nhariadegrandecomplexidadeeimprecisamentedefinidos.Aradiaosolarpodeserconsideradaumproblemaclssicoa ser abordado por RNAs pelas seguintes consideraes: a)Robustez,devidoasuacapacidadedemanejarbemassequ-ncias temporaisde radiao solar com falhas ( frequenteaocorrnciadefalhasnasequnciatemporal);b)Osistemaclimticonoqualest inseridaaradiaosolarcomplexo,imprecisamentedefinidoetemmuitosparmetrosfsicosin-terrelacionados; c) Existeumaquantidademuito grandedeinformaes meteorolgicas em nvel espacial e temporalrotineiramentemedidasemestaesmeteorolgicas.Oses-tudos referentesaplicaodametodologiadasRNAsparageraodassriessintticasdaradiaosolarestoagrupa-dosdeacordocomduasabordagensdistintas:trabalhosquerealizamainterpolaoespacialmedianteautilizaodeda-dos referentes a vrias localidades situadas dentro de umadeterminadaregioeumasegundaabordagememqueestoagrupadosos trabalhosquerealizama interpolaotempo-ral baseadano conhecimentoda correlaoexistenteentrea radiaosolareoutrasvariveismeteorolgicas,medidassimultaneamente (SIQUEIRA; TIBA e FRAIDENRAICH, 2010.MELLIT; BENGHANEM; HADJ; GUESSOUM, 2005. TYMVIOS;JACOVIDES;MICHAELIDESeSCOUTELI,2005).Agrandevan-tagemdessametodologiaasuacapacidadedeproduzirfa-cilmentesriestemporaismultivariadas.

2.1 Energia solar na superfcie terrestre

32

2.1.4 Informaes solarimtricas atualmente existentes no Brasil

Nasegundametadedadcadade1980aCEMIGestabeleceuumarede piranomtrica de 15 estaes emediu aproximadamentedurantequatroanos.

Em2001Tibaeoutros(TIBAet al,2001)lanaramoAtlas Solarimtrico do Brasil comdados terrestres. Tratou-sedaelabora-odeumatlassolarimtricopreliminarparaoBrasil,apartirdolevantamentodedados solarimtricos jexistentes,no sendoprevisto nenhum tratamento adicional de dados actinogrficosouheliogrficos.OAtlasumasntesedosdiversoslevantamen-tossolarimtricoslocais,realizadosanteriormentepordiferentespesquisadores.Esteconjuntodedadosexibiaumafragmentao

espacial,temporaleproblemasdepadronizao.Nesteatlasosdados foram analisados, harmonizados e organizados em umbancodedadosdeinformaessolarimtricas.Foramelaborados12mapasmensaiseumanualdashorasdebrilhosolareradiaosolarglobal,almdeumbancodedadosdemaisde570locaisnoBrasilepaseslimtrofes.

Em1998foilanadooAtlas de Irradiao Solar do Brasil,deColleePereira(COLLEePEREIRA,1998)commodelagemdaradiaosolarmensaltotalviaimagensdesatlite.Oreferidoatlasumaconsoli-daodaradiaoglobal,computadascomoalgoritmodomodelofsicoBRAZILSR,combaseemdadosdesatlitegeoestacionrio.

2.1 Energia solar na superfcie terrestre

As informaes solarimtricas mais antigas do Brasil referem-seadadossinpticosdehorasdebrilhodoSoldeumaextensarededemedidasmeteorolgicasdoINMET(InstitutoNacionaldeMeteorologia). Historicamente asmedies de horas de brilhosolarforamrealizadasparafinsagrcolasenoenergticos.Existeum banco de dados digital com 291 estaes meteorolgicasconvencionaisquecobreoperodode1961a2010.Nasegundametade da dcada de 1970 o INMET instalou 21 estaes demediespiranomtricasquefuncionaramaproximadamente10anos (1978-1990). Cabe ressaltar tambm esforos regionais elocaisdeinmerospesquisadoresquefizerammediodashorasdebrilhosolareradiaosolarcomactingrafos(TIBAet al,2001).

2.2 Histrico

2.2.1 Linha do tempo da tecnologia solar fotovoltaica e trmica

33

OmodeloBRAZILSR foibaseadonomodelofsico IGMK (Alema-nha)transferidoaoLABSOLAR(UFSC)nocontextodeumacordodecooperao.Oalgoritmomencionadoutilizouosdadosdosat-liteGOES.Osdadoscalculadosforamvalidadoscomdadoscoleta-dospelarededeestaesdoINMET(1985-1986)doLABSOLAReABRACOS-INPE(1995-98).Maisrecentemente,em2007,dentrodocontextodoprojetoSWERA(Solar and Wind Energy Resource Assessment:AvaliaodeRecursosEnergticosSolareElico),oatlascitadofoiatualizadoeampliado.OprojetoSWERAfoiexecutadonoBrasilpormeiodecooperaoentrediversasinstituiesdose-torenergticoeinstitutosdepesquisanacionaiseinternacionais(LABSOLAR/UFSC,CEPEL,NREL,CBEE,ELETROBRS,ONSetc.)sobacoordenaodaDivisodeClimaeMeioAmbientedoCentrode

2.1 Energia solar na superfcie terrestre

PrevisodoTempoeEstudosClimticosligadoaoInstitutoNacio-naldePesquisasEspaciais(DMA/CPTEC/INPE)efinanciamentodoProgramadasNaesUnidasparaoMeioAmbiente(PNUMA)edoFundoGlobalparaoMeioAmbiente(GEF).

Esteesforocoletivoparamelhorarabasededadossolarimtri-cos,cujorenascimentoocorrenasegundametadedadcadade1990,tambmprovocaoressurgimentoderedesdemediesdequalidade.A rededemedio chamadaSistemadeOrganizaoNacionaldeDadosAmbientais(SONDA),coordenadapeloCPTEC,comeouaoperarem2003econstade12estaesterrestreses-palhadaspeloBrasil:1noNorte,4noNordeste,4noCentroOeste,1noSudestee2noSul.Asestaesmedemasseguintesvariveis

solarimtricasemescalademinuto:radiaosolarglobal,difusaediretanormal.AtualmentearedeSONDAcontinuaoperacionaleproduzindo informaesdequalidade.OGrupoFAE-DEN-UFPEemcolaboraocomUFALinstalouumarededemediaodera-diaosolarglobal,com9estaesnoestadodeAlagoase3emPernambuco.Estasestaesdealtaqualidade,cujacalibraodossensoresanual,sooperacionaisdesde2008.Emjulhode2011completouumasriehistricade4anos,emescalademinutos.

ACEMIGinstalouem1998umarededepironmetroscompostaporequipamentosdistribudosnoEstado.O INMET,noanode2008,comeouaoperarestaesautomticascommediesderadiaosolarglobalemMinasGerais.

Figura 2.2.1: Linha do tempo da tecnologia solar fotovoltaica e trmica / Fonte: (Adaptado de History of Solar Energy, DOE, www1.eere.energy.gov)

2.2 Histrico

34

Figura 2.3.1: Classificao das principais clulas fotovoltaicasFonte: Chigueru Tiba

2.3.1 Tecnologia solar fotovoltaica

Existemmuitasformasdeclassificaodasclulasfotovoltaicas:quantoasuaespessura,aosmateriaisutilizadoseaoambientedeuso(usoespacialouterrestre).Asprincipaisclulasfotovol-taicasclassificadasquantaaespessuraemateriaisutilizadossomostradasnaFigura2.3.1.A idiabsicadodesenvolvimentodeclulassolaresdefilmesfinosdeque,comautilizaome-nor dematerial semicondutor, elas seriammais baratos.Nor-malmenteesse fato verdadeiro; porm,elas somenosefi-cientes,oquetornaocustounitriodaenergiaeltricageradamaiselevado,ounamelhordashipteses,prximodocustodasfotoclulasdesilciocristalino.

Ascondiesambientaisdoespaoextraterrestrerequeremmaisexigncias na construodas clulas fotovoltaicas, entreoutras,pelosseguintesfatores:radiaosolarmaior(espectroAM0),altatemperaturaoperacional(ocalorproduzidodissipadonovcuosomentepormeioradiativo),ciclagemdetemperatura,partculascarregadas altamente energticas e raios ultravioleta. Taisrequisitos tornamoprojetoea tcnicade fabricaodiferentesdaquelesdas clulas terrestres,oque,por suavez,encareceasclulas solares de uso espacial. Mesmo assim, historicamenteas clulas solares foram usados primeiro na aplicao espacial,porqueasuaautonomiaemrelaoaocombustvelatornavamaopodemelhorcusto-benefcio.

Figura 2.3.2: Evoluo tecnolgica das diversas tecnologias segundo a eficinciaFonte: National Renewable Energy Laboratories

2.3.2 Estado da arte das eficincias

A Figura 2.3.2 mostra a evoluo tecnolgica das diversastecnologias fotovoltaicasemtermosdeeficincia.Tambmsomostradasalgumastecnologiasemergentes.

2.3 Tecnologia

Clulas de Multijuno (terminal duplo, monoltico)Juno tripla (concentrador)Juno tripla (no concentrador)Juno dupla (concentrador)

GaAs (arsenieto de glio) de Juno SimplesCristal simplesConcentradorCristal de pelcula fina

Clulas de Silcio CristalinoCristal simplesMulticristalinaPelcula fina de silcioHeteroestruturas de silcio

Tecnologias de Pelcula FinaCu(In,Ga)Se2 (seleneto de cobre-ndio-glio)CdTe (telureto de cdmio)Si:H (silcio hidrogenado) amorfo (estabilizado)Nano-, micro-, polissilcioPolicristalino de multijuno

Fotovoltaicas EmergentesClulas sensibilizadas por coranteClulas orgnicas (vrios tipos)Clulas orgnicas em tandemClulas inorgnicasClulas de pontos qunticos

metamorphic: metamrficolattice matched: entrelaadoinverted, metamorphic: invertido, metamrficosmall area: rea pequenalarge area: rea grande

1-sun: a um sol4 m thin-film transfer: transferncia em pelcula fina de 4 m

2 m on glass: 2 m em vidro

aSi/ncSi/ncSi: silcio amorfo/silcio nanocristalino/silcio nanocristalino

ZnO/PbS-QD: xido de zinco/Sulfeto de chumbo-Pontos QunticosIMM: multijuno metamrfico invertido CTZSSe: Cu2ZnSn(S,Se)4 (kesterite)CdTe/CIS: telureto de cdmio/Cobre ndio Selnio

Melhores Eficincias de Clulas de Pesquisa

35

Tabela 2.3.1: Quadro atual das eficincias dos mdulos fotovoltaicos comerciaisFonte: EPIA 2010. Photon international, March 2010, EPIA analysis. Efficiency based on Standard Test conditions

EFICINCIA DOS MDULOS FOTOVOLTAICOS COMERCIAIS

Tecnologia Filme Fino CSi CPV

aSi CdTe CI(G)SaSi/ mcSi

Eletroqumica Mono Poli

MultiJuno

Clula

4-8% 10-11% 7-12% 7-9% 2-4%

16-22% 14-18% 30-38%

Mdulo 13-19% 11-15% ~25%

rea/kWp ~15m2 ~10m2 ~10m2 ~12m2 ~15m2 ~7m2 ~ 8 m2

Aeficinciatericadeumaclulasolardejunosimplesdaordemde31%.Asclulasde junesmltiplas aproveitammelhor o espectro solar sobrepondoduas oumaisjunescomlarguradabandadiferentes,ligadasemsrie.Umcluladeduasjunescombinaossemicondutores,GaAseGaSb,enquantoumacluladetrsjunesresultanacombinaoInGaP/InGaAs/Ge.Normalmenteessasclulasdemltiplasjunessomuitocaraseassimsoprojetadasparautilizaoemaltaconcentraodaluzsolar,medianteousodesistemasticosadequados(guiasdeluz).Oresultadolquidoqueseesperaqueo custounitriodaenergia eltrica seja competitivo comasoutrasalternativasdegeraofotovoltaica.

Grfico 2.3.1: Quantidade acumulada de sistemas fotovoltaicos instalados at 2009 no mundo e a distribuio pelos pasesFonte: Global Market Outlook for Photovoltaics in 2014, maio 2010, EPIA

Aseficinciasdosmduloscomerciaissomenoresquedasclulasfotovoltaicasquesomedidasemlaboratriosenoemcondiesoperacionais.ATabela2.3.1resumeoquadroatualdaseficinciasdomdulosfotovoltaicoscomerciais.

QuantidadeAcumuladaInstaladaporTecnologia,TecnologiaDominante,CustoseCurvadeAprendizado

De 2004 a 2009, a indstria fotovoltaica cresceu emmdia 40% ao ano e o perfildaaplicaomudouradicalmentede39%deconexoredeeltrica(residencialeprdioscomerciaisindividuaiseempresasdeenergiaeltrica)em2004para95%em2009(EPIA,2001).

OGrfico2.3.1mostraaquantidadeacumuladadesistemasfotovoltaicosinstaladosat2009nomundoeadistribuiopelospaises.

2.3 Tecnologia

36

AtecnologiadominantecontinuasendooSi(monoepoli),comuma participao de 80% (http://www.pvresources.com/en/top50pv.php,abr./2011),conformeoGrfico2.3.2.OspreosdosmdulosestonafaixadeUS$3.04.5/Wpeocustodosistemainstalado na faixa de US$ 57/Wp, conforme a tecnologia e otamanho.

Os sistemas fixos continuam a ser dominantes nos sistemasfotovoltaicos instalados,emboracomseguimentosolar tenhamsofrido um notvel avano: de 10% em 2004 para 33% emdezembrode2008,conformeoGrfico2.3.3.

Grfico 2.3.2: Tecnologia solar fotovoltaica predominante

Otamanhodosparquessolares fotovoltaicosdegrandeporteinstaladosnomundoestmudandorapidamente.Emoutubrode2009osoitomaioresempreendimentostinhamumapotnciaentre40a97MW:Sarnia(Canad,97MW),MontaltodiCastroPV(Itlia,84,2MW),FinsterwaldeI,II,III(Alemanha,80,7MW),

Grfico 2.3.3: Evoluo do Uso de Sistemas Fixos e com Seguimento Solar em Sistemas Fotovoltaicos

Figura 2.3.3: Parques de Sarnia (a), Montalto di Castro (b)Fonte: Enbridge Inc. e Quest point solar solutions

a

2.3 Tecnologia

b

Foto

: Que

st p

oint

sol

ar s

oluti

ons

Foto

: Enb

ridge

Inc.

37

O conjunto descrito acima, juntamente como envelopamento, conhecido como coletor solar.O fludo trmico, por sua vez,normalmente supre um armazenador trmico. Existem doistipos bsicos de sistemas de aquecimentode gua residencial:o sistema termo-sifo de circulao natural e o de circulaoforada,conformepodeservistonaFigura2.3.4.

Cont. Figura 2.3.3: Rovigo (c) e Olmedilla (d)Fonte: SunEdison e Explow

OpreoatualdaenergiaeltricaconvencionalparaumaregiodealtaradiaosolardosEstadosUnidos(Phoenix,2096kWh/anoou5,74kWh/dia)mostradonaTabela2.3.2.Tambmsoapresentados os custos da gerao fotovoltaica e a possvelparidade com a rede em 2015 (ENERGYSOURCES, 2010).Resultados semelhantes em relao paridade com a redeforamencontradosporRuthereZilles(RUTHEReZILLES,2011)paraoBrasil.

2.3.3 Tecnologia solar trmica

Emboraaconversotrmicadaenergiasolartenhasidoaplicadahistoricamentedeinmerasformas,comoporexemplo,deformapassivaemsecagemdemodogeraleaquecimento residencial,neste trabalho sero enfocados duas aplicaes de granderepercussoeconmica imediatasparaoBrasil:oaquecimentodeguaparafinsresidenciaiseaproduodeeletricidade.Essastecnologias,almdeseremplenamenteouquasecompetitivas,tmumenormepotencialdemercado.

Tabela 2.3.2: Preo da energia e previso da evoluo dos custos da energia fotovoltaica *CPV: fotovoltaico de concentrao

Setor

Preo atual da energia eltrica

no mercado (102US$/kWh)

EficinciaTpica

(%)

Custo da Gerao fotovoltaica(102US$/kWh)

Atual 2015

Gerador/Distribuidor 4,0-7,6

30(CPV) >30(CPV)* 8-10

15(Si-c) 13-22 5-7

Comercial 5,4-15,0 15(Si) 16-22 6-8

Residencial 5,8-16,7 15(Si) 23-32 8-10

Figura 2.3.4: Sistema Solar para Aquecimento de gua

Rovigo(Itlia,70MW),OlmedilladeAlarcn(Espanha,60MW),Strakirchen (Alemanha, 54 MW), Lieberose (Alemanha, 50MW)ePuertollano(Espanha,50MW)(http://www.pvresources.com/en/top50pv.php,abr./2011).AFigura2.3.3mostraalgunsdestesparquesfotovoltaicos.

2.3 Tecnologia

2.3.4 Coletor solar plano, tecnologia e mercado no mundo e no Brasil

Osistemasolarparaaquecimentodeguaconsistebasicamentedeumabsorvedordaluzsolar,umacaixaouenvelopamentoparaproteoemitigaodeperdasdecaloreumarmazenadordecalorparadeslocaracargatrmicaentreacoletaeusoouparadiasdebaixonvelderadiaosolar.

Oabsorvedorconsistedeumaplacaabsorvedora recobertaouno commaterial seletivo e um sistema para transferncia decalordaplacaparaofluidotrmico.

c

d

Foto

: Exp

low

Foto

: Sun

Ediso

n

38

Atecnologiasolarparaaquecimentodeguaestconsolidadatc-nicaeeconomicamenteesuainseronomercadojamplaemescalamundialenacional,conformeTabela2.3.3(RENEWABLES,2010).Ainstalaoacumuladade150GWtcorrespondeaaproxi-madamentea210.000.000m.Atecnologiapredominantedetu-boevacuado(50%),seguidapeloscoletoresplanoscomcobertura(32%)esemcobertura(17%),eporaquelacujofluidodetrabalhooar (1%).AevoluodomercadobrasileiropodeservistonoGrfico2.3.4(DASOL,2011).

Tabela 2.3.3: A Produo Acumulada de Coletores Planos e a Distribuio entre Pases

PAS/REGIO ADICIONADOEM2008(GWt)ACUMULADOAT

2008(GWt)

China 21,7 105

Europa 3,3 18,3

Turquia 0,7 7,5

Japo 0,2 4,1

Israel 0,2 2,6

Brasil 0,4 2,4

EstadosUnidos 0,2 2,0

ndia 0,3 1,8

Austrlia 0,2 1,4

CoriadoSul 0,04 1,0

Outros

39

Figura 2.3.6: Esquema detalhado de uma Torre Solar Termoeltrica

Figura 2.3.5 (c): Esquema de uma Usina Solar Termoeltrica Figura 2.3.5 (d): Esquema de uma Usina Solar Termoeltrica

2.3 Tecnologia

40

2.3.6 Evoluo recente da tecnologia e mercado

Ahistriarecentedaevoluodasusinassolarestermoeltricasinicia-senadcadade1980.Osprincipaismarcosforam:

Dcada de 1980

1981AstorressolaresconhecidascomoSOLARI(10,0,MWEUA),CESAI(1,2MWEspanha),THEMIS(2,5MW,Frana),EU-RELIOS(1,0MW,Itlia)eNIO(1,0MW,Japo)foramconectadosredeeltrica(BRAKMANNeKEARNEY,2002).

1984 Solar ElectricGenerating System I (SEGS1) umausi-nasolartermoeltricacomconcentradorcilndricoparablicocompotnciade13,8MWeentraemoperaocomercial.

Dcada de 1990

1990NovecentraistipoSEGSestavamimplantados,emba-sescomerciais(SEGS1,13,8MWe;SEGS2,7,30MWeeSEGS8e9,80MWe)totalizando354MWe.

1991AprincipalconstrutoradosSEGS,aLuzSolar,entraemfalncia.

1996AtorresolarSOLARIIde10MWentraemoperaoedemonstraaviabilidadedearmazenamentocomsaisfundidos.

19902000Apesardainterrupodainstalaodesistemascomerciaisdeporte,aspesquisasbsicascontinuaram.

Figura 2.3.11: Usinas Solares do Tipo Torre de Potncia: Solar II e PS10 / Fonte: CEMIG

Dcada de 2000

2004DiscoparablicocommotorStirlingde150kWfoiim-plantadonos Laboratrios Sandia;o governoespanhol editaumdecretoestimulandoacomprade200MWdeenergiaso-lartermoeltricacomtarifagarantida.

2006 ImplantaodausinadeP&D (1MW)da tecnologiacilndricoparablicoemSaguaro,nosEUA.

2007 Implantaoda planta comercial tipo torre PS10, naEspanhaeNevadaI,de60MWcomatecnologiadeconcentra-dor cilndrico-parablico. Incioda rampade crescimentodacomercializao.

2008AndasolI(Espanha,50MW),aprimeirausinatermo-eltrica deconcentrador cilndrico-parablicocom armazena-mento trmico, comissionada;ademais,Kimberlina (EUA,5MW), aprimeirausina solar termoeltricacomconcentradorlineardeFresnel,foiimplantada.

2009NaEspanhaforamconstrudasPS20(20MW,torreso-lar), as usinas termoeltricas com concentradores cilndrico--parablicosdePuertollano,AndasoIIeLaRisca,todoscom50MW,ePE1,comtecnologiadeconcentraolineardeFresnel,de1,4MW.NosEUA,foiconstrudaSierraSunTower(5MW).

2010Foramacrescentadasmais5usinastermoeltricascomconcentradorescilndrico-parablicosde50MWcadanaEs-panhaeumausinacomtecnologiadeconcentraocilndrico--parablicacomciclocombinadode5MWe1,5MWdediscoStirlingnosEUA.

AFigura2.3.11mostraatorredepotnciaSolarII,PS10eSierraSun Tower. A Figura 2.3.12 mostra as usinas solares SEGS eAndasol 1, ambas comconcentradores cilndrico-parablicos.AFigura2.3.13mostraausinasolardeKimberlinacomtecnologiadeconcentraoFresnellineareMaricopa,comdiscoparablicoemotorStirling.

2.3 Tecnologia

Foto

: CEM

IG

Foto

: CEM

IG

41

2.3.7 Quantidade acumulada instalada por tecnologia e pas

Em2010aquantidadeacumuladadeusinassolarestermoeltri-casimplantadasnomundoerade941MW,comapredominn-cia (95%)da tecnologiade concentrao cilndrico-parablica,conforme Tabela 2.3.5. A distribuio por pas torna-se maisequilibrada,sendo46,0%paraosEUAe51,3%paraaEspanha.ConvmressaltaroavanoespetaculardaEspanha,poisadis-tribuioem2009eraaproximadamente30%paraEspanhae70%paraosEUA.OpercentualaltodosEUAeraexplicadopelaexpressiva(354MW)implantaodasusinasSEGSentre1985ee1991.AcapacidadeacumuladadasusinasemoperaopodeservistanaTabela2.3.6.

Asestimativasdeusinassolarestermoeltricasemconstruo

Figura 2.3.12: Vistas das Usinas Solar SEGS e Andasol 1 / Fonte: CEMIG

Figura 2.3.13: Vistas da Usina Solar de Kimberlina / Fonte: CEMIG

Tabela 2.3.5: Quantidade acumulada de usinas solares termoeltrica operacionais em 2010 por tecnologia

TECNOL