energia fotovoltaica como uma soluÇÃo para crise energÉtica

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ENERGIA FOTOVOLTAICA COMO UMA SOLUÇÃO PARA CRISE ENERGÉTICA: ANÁLISE DA VIABILIDADE TÉCNICA DE SUA IMPLANTAÇÃO EM EDIFÍCIO DE UMA INSTITUIÇÃO DE ENSINO SUPERIOR NA CIDADE DE ITAPERUNA- RJ Niander Aguiar Cerqueira (Faculdade Redentor) Victor Barbosa de Souza (Faculdade Redentor) Resumo Este trabalho tem dois objetivos, primeiro fazer uma revisão bibliográfica sobre energia solar, abordando temas como sua origem, desenvolvimento, possíveis utilizações, projetos envolvendo energia solar, instituições que já empregam e utiliizam essa energia e como a energia solar poderá vir a ajudar ao combate das futuras demandas energéticas que estão por vir. O segundo objetivo é fazer o estudo da viabilidade técnica para a implantação de um sistema fotovoltaico na Sociedade Universitário Redentor em Itaperuna, RJ. Verificou-se a viabilidade técnica para instalação de um sistema fotovoltaico na instituição, que apresentou uma média de radiação solar anual alta entre 4,5 e 5,10 Kwh/m².dia e uma grande área disponível para instalação dos módulos fotovoltaicos. Palavras-chaves: Energia solar; fotovoltaico; energia renovável. 8 e 9 de junho de 2012 ISSN 1984-9354

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Este trabalho tem dois objetivos, primeiro fazer uma revisão bibliográfica sobre energia solar, abordando temas como sua origem, desenvolvimento, possíveis utilizações, projetos envolvendo energia solar, instituições que já empregam e utiliizam essa energia e como a energia solar poderá vir a ajudar ao combate das futuras demandas energéticas que estão por vir. O segundo objetivo é fazer o estudo da viabilidade técnica para a implantação de um sistema fotovoltaico na Sociedade Universitário Redentor em Itaperuna, RJ. Verificou-se a viabilidade técnica para instalação de um sistema fotovoltaico na instituição, que apresentou uma média de radiação solar anual alta entre 4,5 e 5,10 Kwh/m².dia e uma grande área disponível para instalação dos módulos fotovoltaicos.

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  • ENERGIA FOTOVOLTAICA COMO

    UMA SOLUO PARA CRISE

    ENERGTICA: ANLISE DA

    VIABILIDADE TCNICA DE SUA

    IMPLANTAO EM EDIFCIO DE UMA

    INSTITUIO DE ENSINO SUPERIOR

    NA CIDADE DE ITAPERUNA- RJ

    Niander Aguiar Cerqueira

    (Faculdade Redentor)

    Victor Barbosa de Souza

    (Faculdade Redentor)

    Resumo Este trabalho tem dois objetivos, primeiro fazer uma reviso

    bibliogrfica sobre energia solar, abordando temas como sua origem,

    desenvolvimento, possveis utilizaes, projetos envolvendo energia

    solar, instituies que j empregam e utiliizam essa energia e como a

    energia solar poder vir a ajudar ao combate das futuras demandas

    energticas que esto por vir. O segundo objetivo fazer o estudo da

    viabilidade tcnica para a implantao de um sistema fotovoltaico na

    Sociedade Universitrio Redentor em Itaperuna, RJ. Verificou-se a

    viabilidade tcnica para instalao de um sistema fotovoltaico na

    instituio, que apresentou uma mdia de radiao solar anual alta

    entre 4,5 e 5,10 Kwh/m.dia e uma grande rea disponvel para

    instalao dos mdulos fotovoltaicos.

    Palavras-chaves: Energia solar; fotovoltaico; energia renovvel.

    8 e 9 de junho de 2012

    ISSN 1984-9354

  • VIII CONGRESSO NACIONAL DE EXCELNCIA EM GESTO 8 e 9 de junho de 2012

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    INTRODUO

    O mundo em alerta. A populao mundial cresce em nveis alarmantes, ser que existe

    estrutura para tal crescimento? Com o passar dos tempos e com o crescimento populacional

    h necessidade do avano e da criao de novas tecnologias para de certa forma suprir as

    necessidades como tambm melhorar o modo de vida da populao. Em contrapartida com

    esse avano tecnolgico, acarretou num aumento do consumo energtico em todo o mundo.

    Consumo esse que cresce em passos de gigante. Estima-se que o consumo energtico mundial

    crescer um tero nos prximos 25 anos. Sendo o maior consumidor a China, seguido dos

    EUA. A China consume 70% a mais de energia que os EUA. Boa parte de aumento do

    consumo energtico de responsabilidade da China e ndia. (AIE, 2011)

    O Brasil, no fica muito atrs, o consumo energtico cresce notavelmente e com os

    respectivos eventos que sero realizados no Brasil, que acarretar em um salto ainda maior,

    no consumo energtico brasileiro, devido s infra-estruturas que demandam tais eventos.

    Estima-se que o Brasil ser o segundo pas do mundo com o mais rpido crescimento no

    consumo de energia primria nos prximos 25 anos, perdendo apenas para a ndia que deter

    o primeiro lugar. Estima-se que nas prximas duas dcadas o consumo energtico no Brasil

    aumente cerca de 80%, do consumo atual. Isso levar o Brasil a um salto no ranking dos

    pases com o maior consumo energtico. O Brasil que ocupa a dcima primeira posio, com

    esse crescimento, dever saltar para a stima posio, deixando para trs grandes potncias

    como Coria do Sul e Reino Unido. (AIE, 2011).

    Esses dados, apresentados pela Agencia Internacional de Energia, so alarmantes para o

    Brasil. Apesar da criao de mais uma usina nuclear em Angra dos Reis e outros projetos para

    mais algumas usinas nucleares, incentivos para o emprego de PCHs e a to discutida Usina

    Hidreltrica de Belo Monte, tais medidas ainda sero insuficientes para suprir essa futura

    demanda energtica. Existe uma teoria muita pessimista sobre a demanda energtica no

    Brasil, que cita que dentro de 5 (cinco) anos, caso o Brasil no se estruture de maneira

    eficiente, este sofrer de contnuos apages, ressuscitando o to assombroso fantasma do

    Racionamento enrgico, vividos na poca do governo FHC, que poderiam levar o pas a um

    caos total. Apesar de ser apenas uma teoria, a mesma liga o sinal de alerta, devendo gerar

  • VIII CONGRESSO NACIONAL DE EXCELNCIA EM GESTO 8 e 9 de junho de 2012

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    novas iniciativas energticas, para que no futuro o Brasil possa se tornar uma potncia

    mundial sustentvel.

    O Brasil se prepara para o futuro a passos de tartaruga, com alguns incentivos para

    pesquisas de novas formas e fonte de energia sustentvel, sendo que a maioria dessas

    pesquisas esto sendo desenvolvidas pelo Centro de Referncia para Energia Solar Elica

    Sergio Salvo Brito, CRESEB. No entanto, esses incentivos se limitam apenas a pesquisas.

    No h quase nada de incentivo para a utilizao, comercializao e emprego dessas

    tecnologias. Essas pesquisas so baseadas em fontes renovveis de energia e sistemas

    hbridos.

    O Brasil apresenta grande potencial elico e solar, potencial esse que viabiliza a utilizao de

    sistemas de gerao de energia elico, sistema de gerao de energia solar e at mesmo de

    sistemas hbridos de gerao de energia elico-solar. Talvez esse seja um dos caminhos que o

    Brasil necessite percorrer para no futuro no passar por algum tipo de escassez energtica,

    evitando dessa maneira possveis apages, racionamentos energticos e at mesmo um caos

    nacional. Dessa forma, o Brasil caminharia a passos largos para se tornar cada vez mais um

    pas sustentvel, deixando para o mundo um exemplo e uma maneira de como contribuir para

    evitar futuras catstrofes climticas.

    Dessa forma, este trabalho tem como objetivo fazer uma reviso histrica do uso da energia

    solar e o seu emprego para o combate a futuras demandas energticas, bem como demonstrar

    como seria a anlise da rea para a instalao de um sistema de energia solar fotovoltaica,

    identificando itens potencialidade da regio de instalao do sistema, rea de incidncia solar

    disponvel para a instalao das placas, etc. Este trabalho parte das concluses iniciais de

    um projeto que objetiva a anlise da viabilidade tcnica e financeira para a futura instalao

    de um sistema fotovoltaico para atender a Biblioteca Joo Carlos de Almeida Mielli, da

    Sociedade Universitria Redentor, sistema este que poder ser facilmente expandido para todo

    o edifcio da instituio.

    REVISO BIBLIOGRFICA

    A Energia Solar no Mundo

    O mundo passa por um momento de reflexo e reavaliao das fontes energticas que

    historicamente vm sendo utilizadas. O desastre no Japo colocou em cheque, mais uma vez,

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    a segurana e a viabilidade do uso da Energia Nuclear. H uma crise tambm no uso do

    Petrleo e Carvo, que vm atingindo as maiores cotaes de toda a histria (SOUZA, 2011).

    A intensa e indiscriminada explorao de reservas no renovveis de combustveis fsseis

    aliados aos prejuzos ambientais decorridos do uso desses recursos energticos implica num

    cenrio preocupante. Desta forma, o surgimento de novas fontes de energia alternativas, em

    particular de fontes renovveis e no-poluidoras, como a solar e a elica, acena para um novo

    momento.

    Por razes econmicas o interesse dos Estados Unidos e da Europa pelo uso de energia solar

    cresceu muito nas duas ltimas dcadas, principalmente aps a crise da dcada de 70 no setor

    petrolfero. Atualmente, no se fala apenas na aplicao dessa radiao como fonte de energia

    limpa e renovvel, mas tambm no conhecimento do clima e de suas mudanas (Souza, 2011).

    A energia solar pode ser dividida em duas categorias, solar fototrmica e solar fotovoltaica

    (CRESESB, 2006).

    A energia solar fototrmica baseada na quantidade de energia que um determinado corpo

    capaz de absorver, sob forma de calor, a partir da radiao solar. Esse princpio utilizado em

    tanques solar e destilao de gua. Esse mtodo de dessalinizao atravs do sol quando

    comparados com outros mtodos de dessalinizao como: Eletrodilise, que a eliminao

    dos ons salinos por aplicao de campo eltrico, e o mtodo do congelamento apresenta a

    melhor relao custo beneficio e a maior eficincia; A energia solar fototermica tambm

    utilizado em sistemas de aquecimento de gua, podendo este aquecimento ser passivo e ativo.

    Sendo o aquecimento passivo utilizados em tanques solar, como citado acima, este

    aquecimento direto pela radiao solar, porem apresenta baixa eficincia. (ALDAB, 2002).

    Em 1839, Edmond Becquerel notou um aparecimento de um diferencial nos extremos de uma

    estrutura de material semicondutor, produzido pela absoro da luz, foi a partir dessa

    observao que se chegou ao conceito do efeito fotovoltaico. A partir da passou-se ao

    desenvolvimento desse conceito at chegar utilizao da energia solar como meio de

    obteno de energia eltrica. O pice do desenvolvimento dessa tecnologia se deu na poca da

    corrida espacial e da utilizao de satlites, que tinham como principal fonte de energia a luz

    do sol. Assim, essa tecnologia foi um pouco mais lapidada, dentro das limitaes da poca,

    como fonte de energia para as naves espaciais, pois no espao era a maneira mais fcil de se

    obter energia sem sobrecarregar a aeronave com tanques de combustveis (CRESESB, 2006).

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    Com a crise energtica de 1973, o desenvolvimento dessa tecnologia ganhou novo impulso.

    Diversas empresas americanas do ramo do petrleo diversificaram seus investimentos em

    novas formas de obteno de energia e a energia solar foi a que mais recebeu investimento.

    Com a ampliao dos estudos e desenvolvimento de tal tecnologia, descobriu-se que o sol era

    fonte riqussima de energia, cerca de 10.000 vezes a energia consumida na poca, algo em

    torno de 1,5 x 1018

    kWh (PARIDA B, INIYAN S. e GOIC R.,2011).

    Foi-se, ento, aprimorando os equipamentos e a eficincia dos mesmos, surgindo a clula

    fotovoltaica, utilizada na absoro da energia do sol. Com o passar do tempo e com os novos

    estudos realizados, percebeu-se no silcio as potencialidades de um melhor material para ser

    empregado nas clulas fotovoltaicas, sendo essa concluso de assaz importncia para maiores

    investimentos em tal tecnologia, pois o silcio o segundo elemento mais abundante do globo

    terrestre (LANDI, 2010).

    Em 1993 a produo de energia atravs do sol atingiu o recorde de 60 Mwp (CRESESB,

    2006). J no ano de 2000, esse nmero era 3 (trs) vezes maior, sendo que diversos pases

    vm utilizando esta tecnologia, at mesmo pases no muito indicados para a utilizao dessa

    tecnologia.

    Com a crescente demanda por energia, levantou-se outro fator que o possvel fim dos

    combustveis fsseis, podendo gerar um caos energtico e com isso eclodir inmeras guerras e

    conflitos para obteno do to importante ouro negro (CRESESB, 2006).

    Nas prximas dcadas todos os pases do mundo tm que reduzir pela metade o nvel de

    emisso dos gases poluentes, mas essa diminuio no deve refletir na produo de energia

    eltrica, uma vez que o potencial de energia de um pas no pode diminuir, pois com isso

    poderiam ocorrer srios prejuzos e apages em tais pases (CRESESB, 2006).

    Por conta desse cenrio diversas solues tm sido propostas, algumas da quais j so

    conhecidas por boa parte da populao mundial, como: os painis fotovoltaicos, que tm

    grande utilizao em pases europeus com a Holanda e Alemanha e os aquecedores de gua,

    que substituem os chuveiros eltricos e os aquecidos por gs natural e tm o seu o uso j bem

    mais difundido pelo mundo. Entretanto, existem outros projetos e prottipos que de certa

    forma podem estar sendo futuramente aproveitados como: SES (Satlite de Energia Solar),

    Solar Two, SSM (Sistema Solar Martimo) e Phoebus, etc.

    Phoebus um consorcio Europeu que como objetivo instalar na Jordnia uma Usina Termo

    Solar de 30 MW utilizando receptores volumtricos. Esses receptores, como o prprio nome

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    j diz, recebem calor e servem de meio de transporte para acionar uma turbina geradora de

    energia.

    O Sistema Solar Martimo, SSM, que seria utilizado para ajudar na locomoo do navio, tem

    seu funcionamento baseado na utilizao da eletrlise da gua. O Hidrognio que um dos

    produtos finais da eletrlise seria encaminhado para as caldeiras convencionais, podendo

    tambm se recombinado com o oxignio em cmaras de combusto, para obter vapor

    aquecido e acionar as turbinas.

    O Projeto Solar Two um projeto de gerao de energia, com um potencial de 10 MW,

    localizado no deserto de Mojave Califrnia - USA, utilizando uma tecnologia de captao

    de energia solar do tipo torre, captao essa que inovadora, onde a torre a responsvel por

    abrigar o receptor. Esta usina est em funcionamento desde 1997, sendo que os nmeros do

    Two so muito bons, apresentando uma mdia mensal de 1633 MWh. A eficincia do

    receptor gira em torno de 88%. A maior produo da turbina foi de 11,6 MW. O sistema de

    armazenamento tem uma eficincia altssima de 97% e a maior disponibilidade alcanada foi

    de 94%, no ano de 1998.

    Contudo, o projeto que mais chama a ateno o SES, Satlite de Energia Solar. Este projeto

    chama ateno devido grande inovao proposta com relao captao da energia solar. A

    captao de energia solar convencional aquela que incide sobre a terra. No mtodo pensado

    para o SES a captao dessa energia se daria na rbita da terra. O Satlite de Energia Solar

    seria colocado na rbita da terra e enviaria a energia gerada atravs de microondas. Porm,

    essa idia tem causado grandes polmicas tanto no diz respeita ao ramo tcnico, como nas

    reas social e poltica. No que diz respeito a questes tcnicas e polticas so questionados

    inmeros fatores, pois, devido a suas dimenses de aproximadamente 50 Km, peso de 90.000

    toneladas e sua capacidade de gerao energtica de at 10.000 Mw, tal empreendimento

    causaria grandes impactos nas matrias primas disponveis na terra, sendo muito difcil a

    colocao de um aparato de tal tamanho na rbita. Porm, a maior polmica se d na esfera

    social. O grande questionamento suscitado versa sobre os danos causados por uma exposio

    de ondas de radiao de baixa freqncia de forma constante.

    A grande vantagem desse sistema de gerao solar que, alm da grande capacidade de

    gerao de energia, h uma constncia nessa gerao, 24 (vinte e quatro) horas, pois o satlite

    est na rbita da terra. Todavia, este sistema apresenta grandes desvantagens e dificuldades

    tecnolgicas. Alm das polmicas j causadas, para a recepo da energia seria necessria a

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    construo de uma torre de 50 Km, alm da rea de proteo contra incidncia das

    microondas ao redor da antena. O custo de tal projeto equivale ao produto interno bruto dos

    EUA e para o transporte de tal estrutura necessitaria de milhares de pessoas e naves de alta

    capacidade. Tal investimento teria uma vida til muito pequena, somente de 10 anos, devido

    a uma grande deteriorao, cerca de 10%, danos causados nos condutores da superfcie

    fotovoltaica. (ALDAB, 2002).

    A Energia Solar no Brasil

    Em nvel nacional, a tecnologia fototrmica comeou de maneira discreta sendo utilizada

    apenas em algumas residncias e posteriormente em creches e colgios. Hoje, indstrias,

    hotis, pousadas e condomnios vm adotando a tecnologia e a tendncia que cada vez mais

    essa energia seja utilizada, devido aos benefcios ao meio ambiente e principalmente pela

    economia para quem a emprega.

    A tecnologia fotovoltaica vem ganhando o espao rapidamente. No ultimo dia 30/06/2011 o

    Brasil ganhou a sua primeira usina de energia Solar, que fica localizada em Tau, a 344 km de

    Fortaleza, com a capacidade de gerao de 1Mw, que tem expectativa de atender cerca de 1,5

    mil famlias, tal investimento do grupo EBX. (INEE, 2011).

    No interior do estado Rio de Janeiro, na cidade de Maca, cidade esta considerada o corao

    do desenvolvimento do Estado do Rio de Janeiro, empresas de condicionamento de ar

    residencial esto oferecendo aparelhos de ar condicionados com alimentao por painis

    fotovoltaicos. (SOUZA e CERQUEIRA, 2011). A tendncia que esta tecnologia seja

    difundia cada vez mais. Alguns parques e lugares pblicos j tm suas instalaes

    fotovoltaicas como a Estao Ecolgica Jureia, Parque Ecolgico Porto Saupe, Parque do Rio

    de Janeiro. Existe tambm um programa do governo federal, Luz para todos, que leva energia

    solar aos moradores de localidades remotas e o sistema de energia solar fotovoltaica ser

    utilizado. (TOLMASQUIM, 2003).

    Logo a energia solar tem todos os requisitos para combater futuras demandas energticas

    devido a sua disponibilidade, empregabilidade e ser uma fonte renovvel.

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    ANLISE DA REA DISPONVEL

    Para a definio e levantamento dos dados da rea disponvel, foram utilizados alguns

    recursos, com auxilio do banco de dados da APOLLO 11, CRESESB, Google Earth e outros

    instrumentos de auxilio. Na figura 1, est apresentado um mapa do estado do Rio de Janeiro.

    Figura 1 - Mapa do Estado do Rio de Janeiro.

    Fonte: APOLLO II, 2012.

    Delimitada a regio da localizao da cidade, partiu-se para o levantamento dos dados

    geogrficos da localidade da Faculdade Redentor utilizando-se o Google Earth (Figuras 2 e

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    3).

    Figura 2 - Foto da localizao da Sociedade Universitria Redentor.

    Fonte: Google Earth. (Vista Superior.)

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    Figura 3 - Foto da localizao da Sociedade Universitria Redentor.

    Fonte: Google Earth. (Vista Panormica).

    Com o auxilio do Google Earth, definiu-se a localizao de forma completa. A instituio se

    encontra localizada a margem da BR-356, com os seguintes dados:

    Latitude: -21 12 18 Sul.

    Longitude: -41 53 16 Oeste.

    Altitude: 108 metros.

    Alm das influncias causadas pela localizao, h tambm as influncias causadas pelas

    caractersticas da geometria solar, conforme pode ser observado na Figura 4.

  • VIII CONGRESSO NACIONAL DE EXCELNCIA EM GESTO 8 e 9 de junho de 2012

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    Figura 4 - Foto da rbita da terra em torno do sol

    Fonte: CRESESB.

    O sol nasce no leste e se pe no Oeste.

    A rbita terrestre uma orbita elptica em torno do sol e o eixo de rotao da terra

    forma um ngulo de 23,5 com a normal ao plano da elipse da rbita da terra.

    A declividade Solar varia entre valores: -23,45 23,45.

    O ngulo Azimutal de Superfcie varia entre -180 wa 180.

    Intensidade de radiao Solar que chega a Terra aproximadamente 1,3 KW/m.

    Conhecendo a teoria de Rayleigh e Mie que diz que a massa do ar influencia atravs dos

    efeitos de absoro e disperso da radiao solar. Relao (simplificada) esta que define que:

    SenAM

    CosAM

    11

    Onde:

    AM massa de ar.

    e so os ngulos de incidncia.

    Vale ressaltar que a poluio atmosfrica interfere nos resultados.

    Definido os dados da localidade, iniciou-se a definio dos dados climticos que influenciam

    no potencial de gerao de energia solar (Tabela 1).

    Tabela 1 - Climtica de Itaperuna-RJ.

  • VIII CONGRESSO NACIONAL DE EXCELNCIA EM GESTO 8 e 9 de junho de 2012

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    Fonte: INMET, 2012

    Com base na tabela climtica de Itaperuna (Tabela 1) conclui-se que o ms de Fevereiro

    apresenta a maior temperatura, 33C, e o ms de Junho apresenta a menor temperatura

    mnima, 15C e a menor mdia, 21oC. Os meses de Janeiro e Fevereiro apresentam as

    maiores temperaturas mnimas, 22C. J os meses de maior temperatura mdia so Janeiro,

    Fevereiro e Maro. O ms de Dezembro foi o ms com o maior ndice de precipitao cerca

    de 208 mm. A incidncia de radiao ultravioleta muito alta, sendo 9 o nvel de UV, numa

    escala que vai at o mximo de 14.

    O passo seguinte foi definir o potencial de radiao Solar da localidade de Itaperuna-RJ, esse

    potencial leva em considerao:

    Radiao ao nvel do Solo

    Radiao Extraterrestre.

    Mtodos de clculos Matemticos.

    Localizao.

    Os dados obtidos no CRESEB esto apresentados na Tabela 2 e no grfico da Figura 5.

    Tabela 2 - Radiao Diria de Itaperuna

    Fonte: CRESEB, 2012

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    Figura 5 - Grfico da Radiao Diria de Itaperuna

    Fonte: CRESEB, 2012

    Na tabela 2, como no grfico da Figura 5, fica evidente que o ms com maior nvel de

    radiao solar o ms de Janeiro, com 6,06 Kwh/m.dia. O ms de Junho apresenta o menor

    nvel de radiao solar, com 3,53 Kwh/m.dia. A mdia do nvel de radiao foi entre 4,50 e

    5,10 Kwh/m.dia. Com isso fica evidente o bom nvel de radiao solar, o que viabiliza a sua

    utilizando na regio.

    Esses dados obtidos se tornam confiveis quando os resultados so comparados com o Atlas

    Anual Solarimtrico do Brasil (Figura 6), uma vez que os resultados obtidos no levantamento

    batem com os resultados obtidos no Atlas.

  • VIII CONGRESSO NACIONAL DE EXCELNCIA EM GESTO 8 e 9 de junho de 2012

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    Figura 6 - Mapa da Radiao Solar Global Diria.

    Fonte Atlas Solarimtrico do Brasil, 2011.

    A prxima etapa foi considerar provveis nveis de radiao para possveis inclinaes nas

    instalaes dos mdulos fotovoltaicos (Tabela 3).

    Tabela 3 - Radiao Diria de Itaperuna com inclinaes

    Fonte: CRESEB, 2012

    No grfico da Figura 7, so apresentados os dados com relao radiao solar no plano

    inclinado para a cidade de Itaperuna.

  • VIII CONGRESSO NACIONAL DE EXCELNCIA EM GESTO 8 e 9 de junho de 2012

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    Figura 7 - Grfico da Radiao Diria de Itaperuna com inclinaes.

    (Fonte: CRESEB, 2012)

    Analisadas as possibilidades de viabilidade de utilizao de energia fotovoltaica no municpio

    de Itaperuna, passou-se tarefa de identificar a melhor inclinao para o projeto, sempre

    buscando a melhor soluo tcnico-econmica. Vale destacar que a mdia de radiao solar

    para planos inclinados foi superior a mdia dos planos horizontais.

    A radiao solar no constante, ela oscila durante o dia, porm tem sua maior intensidade ao

    meio-dia-solar, perodo do dia que a incidncia solar perpendicular e o sistema fotovoltaico

    tem sua gerao de energia mxima, que a denominada hora solar pico. Durante o dia a

    radiao solar oscila, porm em determinada parte do dia ela vai do mnimo ao mximo,

    retornando no fim do dia para o mnimo ao final da tarde.

    O conhecimento das horas pico da localidade onde se pretende instalar um sistema

    fotovoltaico de grande relevncia, pois nessas horas de sol pico que o painel fotovoltaico

    estar gerando o mximo de energia durante o dia. Esse perodo geralmente compreendido

    entre duas ou trs horas antes e depois do meio dia solar, que diferente de meio dia (12 h)

  • VIII CONGRESSO NACIONAL DE EXCELNCIA EM GESTO 8 e 9 de junho de 2012

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    das horas. O meio dia Solar quando os raios solares esto projetando na direo norte-sul,

    no meridiano local, isso varia de localidade para localidade e tambm do perodo do ano.

    Logo, em Itaperuna, tem-se um perodo de insolao de aproximadamente 8 (oito) horas e 4

    (quatro) horas de horas pico.

    Torna-se evidente o perodo das horas pico no grfico Irradiao X Horas (Figura 8).

    (CRESESB, 2012).

    Figura 8 - Grfico de Horas Solar Pico.

    Fonte: HM Sistemas, 2011.

    J o mapa da figura 9 apresenta os dados de insolao anual.

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    Figura 9 - Mapa da Radiao Insolao Diria.

    Fonte: CRESESB, 2011.

    Definido os dados geogrficos, dados climticos e o potencial solar, o passo seguinte a

    anlise da rea disponvel na instituio para a futura instalao de um sistema fotovoltaico.

    Visto as possibilidades, duas foram levadas em considerao. Uma foi a fachada principal do

    edifcio que abriga as instalaes da instituio (Figura 10) e outra foi a parte superior -

    cobertura (Figura 11).

    Figura 10 - Desenho da fachada.

    Fonte: Sociedade Universitria Redentor, 2011.

  • VIII CONGRESSO NACIONAL DE EXCELNCIA EM GESTO 8 e 9 de junho de 2012

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    Figura 11 - Desenho da parte superior.

    Fonte: Sociedade Universitria Redentor, 2011.

    Levantadas as possibilidades, identificou-se uma rea aproximada de 950 m de fachada e de

    2700 m de rea superior (cobertura) disponveis para a implantao de um grande sistema

    fotovoltaico. Como a proposta do projeto primeiramente visa atender a Biblioteca, mas poder

    facilmente ser expandida futuramente para as demais instalaes da faculdade para tornar a

    faculdade energeticamente sustentvel, dependendo da ambio do projeto, a parte superior

    atenderia plenamente. No entanto, no h empecilhos tcnicos que descartem a utilizao da

    fachada, sendo a rea para sua utilizao bem menor quando comparada com a parte superior.

    CONCLUSO

    Com base nos resultados obtidos da anlise de rea disponvel, analisando a regio onde est

    localizado o Campus da Sociedade Universitria Redentor, conclui-se que essa rea tem um

    grande potencial para receber um sistema fotovoltaico on/off. A temperatura mdia anual de

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    33C, com clima estvel e grande incidncia de radiao solar, sendo seu nvel mais alto em

    Janeiro, de aproximadamente 6,1 Kwh/m.dia e o menor 3,6 Kwh/m.dia em Junho, com uma

    mdia de radiao solar anual entre 5,10 e 4,5 Kwh/m.dia.

    Quando comparado com outros pases que so muito mais dependentes da energia solar como

    Holanda, Alemanha e Japo, Itaperuna apresenta um excelente nvel de radiao solar, com

    aproximadamente o do dobro da incidncia solar anual mdia daqueles pases.

    Outro fator primordial em dimensionamentos de sistemas fotovoltaicos so as horas picos da

    localidade onde se pretende instalar o sistema. Na anlise da localidade concluiu-se que a

    disponibilidade de aproximadamente 4 (quatro) horas de pico, que excelente, sem contar

    que so aproximadamente 8 horas de radiao solar.

    Outra constatao a que se chegou foi a de que as inclinaes futuras das instalaes dos

    painis devem estar prximas a 23 em relao ao nvel do solo, melhorando com isso seu

    rendimento.

    Um dado determinante para garantir a viabilidade de uso da energia fotovoltaica nas

    instalaes da Sociedade Universitria Redentor foi rea disponvel apresentada, cerca de

    2700 m na parte superior e 950 m2 na fachada principal. Portanto, tem-se uma viabilidade

    Tcnica para uma futura instalao de um sistema fotovoltaico na Sociedade Universitria

    Redentor, sendo a instalao do mesmo limitado apenas a questes de estudo da viabilidade

    econmica.

    REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

    ALDAB, R. Energia Solar. So Paulo: ARTLIBER, 2002.

    Cartilha de Energia Solar. Solar Brasil, 2010. Disponvel em http://www.solarbrasil.com.br.

    Acessado em14 de julho de 2011.

    CRESESB/CEPEL - Grupo de Trabalho de Energia Solar Fotovoltaica. Energia Solar e suas

    Aplicaes, 2006. Disponvel em:

    http://www.creseb.cepel.br/downlaod/tutorial_solar_2006.pdf. Acessado em 14 Julho de

    2011.

    Instituto de Desenvolvimento Sustentvel e Energias Renovveis. Disponvel em:

    http://www.ider.org.br/energias-renovaveis/energia-solar. Acessado em14 de julho de 2011.

  • VIII CONGRESSO NACIONAL DE EXCELNCIA EM GESTO 8 e 9 de junho de 2012

    20

    Instituto Nacional de Eficincia Energtica. Disponvel em:

    http://www.inee.org.br/eficiencia_o_que_eh.asp?Cat=eficiencia. Acessado em 14 de julho de

    2011.

    Instituto Nacional de Meteorologia. Disponvel em: www.inmet.gov.br. Acessado em 28 de

    fevereiro de 2012.

    PARIDA, B.; INIYAN, S. E.; GOIC, R. A Review of Solar Photovoltaic Technologies.

    Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2011. 1625 1636.

    SOUZA, M. N. A Crise Energtica e a Radiao Solar. Disponvel em

    http://mauriciosnovaes.blogspot.com/2008/12/crise-energtica-e-radiao-solar.html. Acessado

    em 27 de julho de 2011.

    SOUZA, V. B. de; CERQUEIRA, N. A. Estudo da Viabilidade do Uso de Energia Solar

    para Manter a Biblioteca Joo Carlos de Almeida Mielli. Anais do IV Congresso de

    Iniciao Cientfica da Faculdade Redentor. Itaperuna, 2011.

    TOLMASQUIM, M. T. Fontes Renovveis de Energia no Brasil. CENERGIA, 2003.