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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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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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INTRODUÇÃO

O mundo em alerta. A população mundial cresce em níveis alarmantes, será que existe

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

há necessidade do avanço e da criação de novas tecnologias para de certa forma suprir as

necessidades como também melhorar o modo de vida da população. Em contrapartida com

esse avanço tecnológico, acarretou num aumento do consumo energético em todo o mundo.

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

crescerá um terço nos próximos 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 energético é de responsabilidade da China e Índia. (AIE, 2011)

O Brasil, não fica muito atrás, o consumo energético cresce notavelmente e com os

respectivos eventos que serão realizados no Brasil, que acarretará em um salto ainda maior,

no consumo energético brasileiro, devido às infra-estruturas que demandam tais eventos.

Estima-se que o Brasil será o segundo país do mundo com o mais rápido crescimento no

consumo de energia primária nos próximos 25 anos, perdendo apenas para a Índia que deterá

o primeiro lugar. Estima-se que nas próximas duas décadas o consumo energético no Brasil

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

países com o maior consumo energético. O Brasil que ocupa a décima primeira posição, com

esse crescimento, deverá saltar para a sétima posição, deixando para trás grandes potências

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

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

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

mais algumas usinas nucleares, incentivos para o emprego de PCH’s e a tão discutida Usina

Hidrelétrica de Belo Monte, tais medidas ainda serão insuficientes para suprir essa futura

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

Brasil, que cita que dentro de 5 (cinco) anos, caso o Brasil não se estruture de maneira

eficiente, este sofrerá de contínuos apagões, ressuscitando o tão assombroso fantasma do

Racionamento enérgico, vividos na época do governo FHC, que poderiam levar o país a um

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

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novas iniciativas energéticas, para que no futuro o Brasil possa se tornar uma potência

mundial sustentável.

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

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

pesquisas estão sendo desenvolvidas pelo Centro de Referência para Energia Solar Eólica

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

Não há quase nada de incentivo para a utilização, comercialização e emprego dessas

tecnologias. Essas pesquisas são baseadas em fontes renováveis de energia e sistemas

híbridos.

O Brasil apresenta grande potencial eólico e solar, potencial esse que viabiliza a utilização de

sistemas de geração de energia eólico, sistema de geração de energia solar e até mesmo de

sistemas híbridos de geração de energia eólico-solar. Talvez esse seja um dos caminhos que o

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

evitando dessa maneira possíveis apagões, racionamentos energéticos e até mesmo um caos

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

país sustentável, deixando para o mundo um exemplo e uma maneira de como contribuir para

evitar futuras catástrofes climáticas.

Dessa forma, este trabalho tem como objetivo fazer uma revisão histórica do uso da energia

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

como seria a análise da área para a instalação de um sistema de energia solar fotovoltaica,

identificando itens potencialidade da região de instalação do sistema, área de incidência solar

disponível para a instalação das placas, etc. Este trabalho é parte das conclusões iniciais de

um projeto que objetiva a análise da viabilidade técnica e financeira para a futura instalação

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

Sociedade Universitária Redentor, sistema este que poderá ser facilmente expandido para todo

o edifício da instituição.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

A Energia Solar no Mundo

O mundo passa por um momento de reflexão e reavaliação das fontes energéticas que

historicamente vêm sendo utilizadas. O desastre no Japão colocou em cheque, mais uma vez,

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a segurança e a viabilidade do uso da Energia Nuclear. Há uma crise também no uso do

Petróleo e Carvão, que vêm atingindo as maiores cotações de toda a história (SOUZA, 2011).

A intensa e indiscriminada exploração de reservas não renováveis de combustíveis fósseis

aliados aos prejuízos ambientais decorridos do uso desses recursos energéticos implica num

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

particular de fontes renováveis e não-poluidoras, como a solar e a eólica, acena para um novo

momento.

Por razões econômicas o interesse dos Estados Unidos e da Europa pelo uso de energia solar

cresceu muito nas duas últimas décadas, principalmente após a crise da década de 70 no setor

petrolífero. Atualmente, não se fala apenas na aplicação dessa radiação como fonte de energia

limpa e renovável, mas também no conhecimento do clima e de suas mudanças (Souza, 2011).

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

(CRESESB, 2006).

A energia solar fototérmica é baseada na quantidade de energia que um determinado corpo é

capaz de absorver, sob forma de calor, a partir da radiação solar. Esse princípio é utilizado em

tanques solar e destilação de água. Esse método de dessalinização através do sol quando

comparados com outros métodos de dessalinização como: Eletrodiálise, que é a eliminação

dos íons salinos por aplicação de campo elétrico, e o método do congelamento apresenta a

melhor relação custo beneficio e a maior eficiência; A energia solar fototermica também é

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

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

aquecimento direto pela radiação solar, porem apresenta baixa eficiência. (ALDABÓ, 2002).

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

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

observação que se chegou ao conceito do efeito fotovoltaico. A partir daí passou-se ao

desenvolvimento desse conceito até chegar à utilização da energia solar como meio de

obtenção de energia elétrica. O ápice do desenvolvimento dessa tecnologia se deu na época da

corrida espacial e da utilização de satélites, que tinham como principal fonte de energia a luz

do sol. Assim, essa tecnologia foi um pouco mais lapidada, dentro das limitações da época,

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

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

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

Diversas empresas americanas do ramo do petróleo diversificaram seus investimentos em

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

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

fonte riquíssima de energia, cerca de 10.000 vezes a energia consumida na época, algo em

torno de 1,5 x 1018

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

Foi-se, então, aprimorando os equipamentos e a eficiência dos mesmos, surgindo a célula

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

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

empregado nas células fotovoltaicas, sendo essa conclusão de assaz importância para maiores

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

terrestre (LANDI, 2010).

Em 1993 a produção de energia através do sol atingiu o recorde de 60 Mwp (CRESESB,

2006). Já no ano de 2000, esse número era 3 (três) vezes maior, sendo que diversos países

vêm utilizando esta tecnologia, até mesmo países não muito indicados para a utilização dessa

tecnologia.

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

combustíveis fósseis, podendo gerar um caos energético e com isso eclodir inúmeras guerras e

conflitos para obtenção do tão importante ouro negro (CRESESB, 2006).

Nas próximas décadas todos os países do mundo têm que reduzir pela metade o nível de

emissão dos gases poluentes, mas essa diminuição não deve refletir na produção de energia

elétrica, uma vez que o potencial de energia de um país não pode diminuir, pois com isso

poderiam ocorrer sérios prejuízos e apagões em tais países (CRESESB, 2006).

Por conta desse cenário diversas soluções têm sido propostas, algumas da quais já são

conhecidas por boa parte da população mundial, como: os painéis fotovoltaicos, que têm

grande utilização em países europeus com a Holanda e Alemanha e os aquecedores de água,

que substituem os chuveiros elétricos e os aquecidos por gás natural e têm o seu o uso já bem

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

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

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

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

Solar de 30 MW utilizando receptores volumétricos. Esses receptores, como o próprio nome

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

energia.

O Sistema Solar Marítimo, SSM, que seria utilizado para ajudar na locomoção do navio, tem

seu funcionamento baseado na utilização da eletrólise da água. O Hidrogênio que é um dos

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

também se recombinado com o oxigênio em câmaras de combustão, para obter vapor

aquecido e acionar as turbinas.

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

localizado no deserto de Mojave – Califórnia - USA, utilizando uma tecnologia de captação

de energia solar do tipo torre, captação essa que é inovadora, onde a torre é a responsável por

abrigar o receptor. Esta usina está em funcionamento desde 1997, sendo que os números do

Two são muito bons, apresentando uma média mensal de 1633 MWh. A eficiência do

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

armazenamento tem uma eficiência altíssima de 97% e a maior disponibilidade alcançada foi

de 94%, no ano de 1998.

Contudo, o projeto que mais chama a atenção é o SES, Satélite de Energia Solar. Este projeto

chama atenção devido à grande inovação proposta com relação à captação da energia solar. A

captação de energia solar convencional é aquela que incide sobre a terra. No método pensado

para o SES a captação dessa energia se daria na órbita da terra. O Satélite de Energia Solar

seria colocado na órbita da terra e enviaria a energia gerada através de microondas. Porém,

essa idéia tem causado grandes polêmicas tanto no diz respeita ao ramo técnico, como nas

áreas social e política. No que diz respeito a questões técnicas e políticas são questionados

inúmeros fatores, pois, devido a suas dimensões de aproximadamente 50 Km², peso de 90.000

toneladas e sua capacidade de geração energética de até 10.000 Mw, tal empreendimento

causaria grandes impactos nas matérias primas disponíveis na terra, sendo muito difícil a

colocação de um aparato de tal tamanho na órbita. Porém, a maior polêmica se dá na esfera

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

de ondas de radiação de baixa freqüência de forma constante.

A grande vantagem desse sistema de geração solar é que, além da grande capacidade de

geração de energia, há uma constância nessa geração, 24 (vinte e quatro) horas, pois o satélite

está na órbita da terra. Todavia, este sistema apresenta grandes desvantagens e dificuldades

tecnológicas. Além das polêmicas já causadas, para a recepção da energia seria necessária a

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construção de uma torre de 50 Km², além da área de proteção contra incidência 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 útil muito pequena, somente de 10 anos, devido

a uma grande deterioração, cerca de 10%, danos causados nos condutores da superfície

fotovoltaica. (ALDABÓ, 2002).

A Energia Solar no Brasil

Em nível nacional, a tecnologia fototérmica começou de maneira discreta sendo utilizada

apenas em algumas residências e posteriormente em creches e colégios. Hoje, indústrias,

hotéis, pousadas e condomínios vêm adotando a tecnologia e a tendência é que cada vez mais

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

economia para quem a emprega.

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

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

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

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

No interior do estado Rio de Janeiro, na cidade de Macaé, cidade esta considerada o coração

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

residencial estão oferecendo aparelhos de ar condicionados com alimentação por painéis

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

difundia cada vez mais. Alguns parques e lugares públicos já têm suas instalações

fotovoltaicas como a Estação Ecológica Jureia, Parque Ecológico Porto Sauípe, Parque do Rio

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

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

utilizado. (TOLMASQUIM, 2003).

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

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

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ANÁLISE DA ÁREA DISPONÍVEL

Para a definição e levantamento dos dados da área disponível, foram utilizados alguns

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

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

Figura 1 - Mapa do Estado do Rio de Janeiro.

Fonte: APOLLO II, 2012.

Delimitada a região da localização da cidade, partiu-se para o levantamento dos dados

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

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3).

Figura 2 - Foto da localização da Sociedade Universitária Redentor.

Fonte: Google Earth. (Vista Superior.)

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Figura 3 - Foto da localização da Sociedade Universitária Redentor.

Fonte: Google Earth. (Vista Panorâmica).

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

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

Latitude: -21º 12’ 18’’ Sul.

Longitude: -41º 53’ 16’’ Oeste.

Altitude: 108 metros.

Além das influências causadas pela localização, há também as influências causadas pelas

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

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

Fonte: CRESESB.

O sol nasce no leste e se põe no Oeste.

A órbita terrestre é uma orbita elíptica em torno do sol e o eixo de rotação da terra

forma um ângulo de 23,5º com a normal ao plano da elipse da órbita da terra.

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

O ângulo Azimutal de Superfície varia entre -180º wa 180º.

Intensidade de radiação Solar que chega a Terra é aproximadamente 1,3 KW/m².

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

efeitos de absorção e dispersão da radiação solar. Relação (simplificada) esta que define que:

SenAM

CosAM

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Onde:

AM é massa de ar.

e são os ângulos de incidência.

Vale ressaltar que a poluição atmosférica interfere nos resultados.

Definido os dados da localidade, iniciou-se a definição dos dados climáticos que influenciam

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

Tabela 1 - Climática de Itaperuna-RJ.

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Fonte: INMET, 2012

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

apresenta a maior temperatura, 33ºC, e o mês de Junho apresenta a menor temperatura

mínima, 15ºC e a menor média, 21oC. Os meses de Janeiro e Fevereiro apresentam as

maiores temperaturas mínimas, 22ºC. Já os meses de maior temperatura média são Janeiro,

Fevereiro e Março. O mês de Dezembro foi o mês com o maior índice de precipitação cerca

de 208 mm. A incidência de radiação ultravioleta é muito alta, sendo 9 o nível de UV, numa

escala que vai até o máximo de 14.

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

potencial leva em consideração:

Radiação ao nível do Solo

Radiação Extraterrestre.

Métodos de cálculos Matemáticos.

Localização.

Os dados obtidos no CRESEB estão apresentados na Tabela 2 e no gráfico da Figura 5.

Tabela 2 - Radiação Diária de Itaperuna

Fonte: CRESEB, 2012

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Figura 5 - Gráfico da Radiação Diária de Itaperuna

Fonte: CRESEB, 2012

Na tabela 2, como no gráfico da Figura 5, fica evidente que o mês com maior nível de

radiação solar é o mês de Janeiro, com 6,06 Kwh/m².dia. O mês de Junho apresenta o menor

nível de radiação solar, com 3,53 Kwh/m².dia. A média do nível de radiação foi entre 4,50 e

5,10 Kwh/m².dia. Com isso fica evidente o bom nível de radiação solar, o que viabiliza a sua

utilizando na região.

Esses dados obtidos se tornam confiáveis quando os resultados são comparados com o Atlas

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

batem com os resultados obtidos no Atlas.

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Figura 6 - Mapa da Radiação Solar Global Diária.

Fonte Atlas Solarimétrico do Brasil, 2011.

A próxima etapa foi considerar prováveis níveis de radiação para possíveis inclinações nas

instalações dos módulos fotovoltaicos (Tabela 3).

Tabela 3 - Radiação Diária de Itaperuna com inclinações

Fonte: CRESEB, 2012

No gráfico da Figura 7, são apresentados os dados com relação à radiação solar no plano

inclinado para a cidade de Itaperuna.

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Figura 7 - Gráfico da Radiação Diária de Itaperuna com inclinações.

(Fonte: CRESEB, 2012)

Analisadas as possibilidades de viabilidade de utilização de energia fotovoltaica no município

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

buscando a melhor solução técnico-econômica. Vale destacar que a média de radiação solar

para planos inclinados foi superior a média dos planos horizontais.

A radiação solar não é constante, ela oscila durante o dia, porém tem sua maior intensidade ao

meio-dia-solar, período do dia que a incidência solar é perpendicular e o sistema fotovoltaico

tem sua geração de energia máxima, que é a denominada hora solar pico. Durante o dia a

radiação solar oscila, porém em determinada parte do dia ela vai do mínimo ao máximo,

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

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

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

estará gerando o máximo de energia durante o dia. Esse período geralmente é compreendido

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

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das horas. O meio dia Solar é quando os raios solares estão projetando na direção norte-sul,

no meridiano local, isso varia de localidade para localidade e também do período do ano.

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

(quatro) horas de horas pico.

Torna-se evidente o período das horas pico no gráfico Irradiação X Horas (Figura 8).

(CRESESB, 2012).

Figura 8 - Gráfico de Horas Solar Pico.

Fonte: HM Sistemas, 2011.

Já o mapa da figura 9 apresenta os dados de insolação anual.

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Figura 9 - Mapa da Radiação Insolação Diária.

Fonte: CRESESB, 2011.

Definido os dados geográficos, dados climáticos e o potencial solar, o passo seguinte é a

análise da área disponível na instituição para a futura instalação de um sistema fotovoltaico.

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

edifício que abriga as instalações da instituição (Figura 10) e outra foi a parte superior -

cobertura (Figura 11).

Figura 10 - Desenho da fachada.

Fonte: Sociedade Universitária Redentor, 2011.

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Figura 11 - Desenho da parte superior.

Fonte: Sociedade Universitária Redentor, 2011.

Levantadas as possibilidades, identificou-se uma área aproximada de 950 m² de fachada e de

2700 m² de área superior (cobertura) disponíveis para a implantação de um grande sistema

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

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

faculdade energeticamente sustentável, dependendo da ambição do projeto, a parte superior

atenderia plenamente. No entanto, não há empecilhos técnicos que descartem a utilização da

fachada, sendo a área para sua utilização bem menor quando comparada com a parte superior.

CONCLUSÃO

Com base nos resultados obtidos da análise de área disponível, analisando a região onde está

localizado o Campus da Sociedade Universitária Redentor, conclui-se que essa área tem um

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

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33ºC, com clima estável e grande incidência de radiação solar, sendo seu nível mais alto em

Janeiro, de aproximadamente 6,1 Kwh/m².dia e o menor 3,6 Kwh/m².dia em Junho, com uma

média de radiação solar anual entre 5,10 e 4,5 Kwh/m².dia.

Quando comparado com outros países que são muito mais dependentes da energia solar como

Holanda, Alemanha e Japão, Itaperuna apresenta um excelente nível de radiação solar, com

aproximadamente o do dobro da incidência solar anual média daqueles países.

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

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

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

que são aproximadamente 8 horas de radiação solar.

Outra constatação a que se chegou foi a de que as inclinações futuras das instalações dos

painéis devem estar próximas a 23º em relação ao nível do solo, melhorando com isso seu

rendimento.

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

instalações da Sociedade Universitária Redentor foi à área disponível apresentada, cerca de

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

Técnica para uma futura instalação de um sistema fotovoltaico na Sociedade Universitária

Redentor, sendo a instalação do mesmo limitado apenas a questões de estudo da viabilidade

econômica.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ALDABÓ, R. Energia Solar. São Paulo: ARTLIBER, 2002.

Cartilha de Energia Solar. Solar Brasil, 2010. Disponível 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

Aplicações, 2006. Disponível em:

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

2011.

Instituto de Desenvolvimento Sustentável e Energias Renováveis. Disponível em:

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

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Instituto Nacional de Eficiência Energética. Disponível em:

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

2011.

Instituto Nacional de Meteorologia. Disponível 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 Energética e a Radiação Solar. Disponível 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 João Carlos de Almeida Mielli. Anais do IV Congresso de

Iniciação Científica da Faculdade Redentor. Itaperuna, 2011.

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