laercio dos santos - potencial de radiacao solar na producao de energia alternati
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- Potencial de Radiacao Solar Na Producao de Energia AlternatiTRANSCRIPT
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO INSTITUTO DE CIÊNCIAS HUMANAS E SOCIAIS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOGRAFIA MESTRADO
LAERCIO DOS SANTOS
POTENCIAL DE RADIAÇÃO SOLAR NA PRODUÇÃO DE ENERGIA ALTERNATIVA: O EXEMPLO DE UMA COMUNIDADE RURAL NO
MUNICÍPIO DE CUIABÁ-MT
Cuiabá-MT 2011
ii
LAERCIO DOS SANTOS
POTENCIAL DE RADIAÇÃO SOLAR NA PRODUÇÃO DE ENERGIA ALTERNATIVA: O EXEMPLO DE UMA COMUNIDADE RURAL NO
MUNICÍPIO DE CUIABÁ-MT
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Geografia, Instituto de Ciências Humanas e Sociais da Universidade Federal de Mato Grosso, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Geografia.
Orientadora: Profa. Dra. Gilda Tomasini Maitelli.
Cuiabá-MT 2011
FICHA CATALOGRÁFICA
S237p
Santos, Laercio dos.
Potencial de radiação solar na produção de energia alternativa: o
exemplo de uma comunidade rural no Município de Cuiabá-MT /
Laercio dos Santos. – 2011.
xiv, 115 f. : il. color.
Orientadora: Profa. Dra. Gilda Tomasini Maitelli.
Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Mato Grosso,
Instituto de Ciências Humanas e Sociais, Pós-graduação em Geografia,
2011.
Bibliografia: f. 105-108.
Inclui anexos.
1. Radiação solar – Cuiabá (MT). 2. Energia solar – Comunidade
rural. 3. Energia solar – Benefícios sociais. I. Título.
CDU – 551.521.1(817.2) Ficha elaborada por: Rosângela Aparecida Vicente Söhn – CRB-1/931
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NIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO INSTITUTO DE CIÊNCIAS HUMANAS E SOCIAIS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOGRAFIA MESTRADO
FOLHA DE AVALIAÇÃO
POTENCIAL DE RADIAÇÃO SOLAR NA PRODUÇÃO DE ENERGIA ALTERNATIVA: O EXEMPLO DE UMA COMUNIDADE RURAL NO
MUNICÍPIO DE CUIABÁ-MT
LAERCIO DOS SANTOS
Dissertação defendida e aprovada em 29/06/2011, pela banca examinadora:
Orientadora: Profa. Dra. Gilda Tomasini Maitelli Departamento de Geografia/Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)
Examinador Interno: Profa. Dra. Ivaniza de Lourdes Lazzarotto Cabral Departamento de Geografia/Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)
Examinador Externo: Prof. Dr. João Lima Sant´Anna Neto Departamento de Geografia/Universidade Estadual Paulista (UNESP)
Cuiabá-MT 2011
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DEDICATÓRIA
Dedico aos amigos mestrandos que sempre deram o apoio necessário e
especialmente in memorian de minha mãe que na simplicidade de mulher do campo
e sem alfabetização, soube de maneira brilhante na década de 1970, me
encaminhar para escola, apesar dos poucos recursos captados na colheita de
algodão no Município de Campo Mourão no Estado do Paraná.
v
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, a minha família e aos meus amigos, por
acreditarem no meu ideal, pois nas horas de abatimento, sempre incentivaram para
que eu prosseguisse.
À Profa. Dra. Gilda Tomasini Maitelli pelo incentivo e orientação.
À mestranda Euzemar Fátima por suas sugestões.
Ao grande amigo Leandro B. Pacheco pela colaboração.
À Profa. Dra. Ivaniza de Lourdes Lazzarotto Cabral – Banca interna.
Ao Prof. Dr. João Lima Sant´Anna Neto da UNESP – Banca externa.
vi
“É muito melhor arriscar coisas grandiosas, alcançar
triunfos e glórias, mesmo expondo-se a derrota, do
que formar fila com os pobres de espírito que nem
gozam muito nem sofrem muito, porque vivem nessa
penumbra cinzenta que não conhece vitória nem
derrota.” (Theodore Roosevelt)
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RESUMO A radiação solar que atinge a superfície do planeta pode ser utilizada como forma de energia alternativa principalmente nas regiões tropicais onde a incidência solar é intensa o ano todo. O presente trabalho pretende analisar o potencial de radiação solar disponível em área tropical utilizando dados registrados em uma estação climatológica automática instalada na cidade de Cuiabá/MT durante o ano de 2008 e discutir as possibilidades de utilização dessa fonte para a produção de energia elétrica. Cita-se como exemplo uma comunidade rural pertencente ao município do mesmo nome e distante aproximadamente 50 km do local onde foram observados os dados de radiação solar e de pluviosidade. A metodologia constou de uma análise estatística descritiva de dados de energia solar e pluviosidade com cálculos de totais diários, mensais, médias mensais e anuais das variáveis selecionadas. Para a discussão das possibilidades de uso dessa energia para a produção de energia elétrica em atividades econômicas foram analisadas as condições de implantação desse método na comunidade rural Pico do Amor utilizando como instrumentos de pesquisa entrevistas semi-estruturadas, visitas in loco e consultas em documentos disponibilizados pela Prefeitura Municipal. Os resultados da pesquisa mostraram que o potencial de energia solar disponível para a região, durante todo o ano, é adequado para uso em atividades domésticas e industriais. Entretanto, embora essa utilização possibilite a obtenção de benefícios sociais e econômicos ocorrem várias dificuldades técnicas e de aquisição dos equipamentos uma vez que estes são dispendiosos e de difícil acesso a grande parte da população, notadamente no ambiente rural. Palavras chave: Energia solar; Comunidade rural; Benefícios sociais.
viii
ABSTRACT The solar radiation reaching the planet's surface can be used as a form of alternative energy especially in the tropics where solar irradiation is intense throughout the year. This work intends to analyze the potential of solar radiation available in the tropics using data recorded in an automatic meteorological station installed in the city of Cuiabá/MT during the year 2008 and discuss the possibilities of using this source toproduce electricity. Cites as an example a rural community in the municipality of the same name and about 50 km away from where the data were observed solar radiation and rainfall. The methodology consisted of a descriptive statistical analysis of solar data with calculations and rainfall totals daily, monthly, monthly and annual averages of selected variables. For a discussion of the possibilities of using this energy to produce electrical energy in economic activities were analyzed the conditions of implementation of this method in the rural community of Love Pico as research tools using semi-structured interviews, site visits and consultations on documents available by the Municipality. The survey results showed that the potential of solar energy available to the region throughout the year, is suitable for use in domestic and industrial activities. However, although such use enables the achievement of social and economic benefits there are several technical difficulties and acquire the equipment since they are expensive and difficult to access much of the population, especially in the rural environment. Keywords: Solar energy; Community rural, Social benefits.
ix
LISTA DE FIGURAS
Figura 01 – Matriz energética mundial e do Brasil.................................................... 26
Figura 02 – Relações entre o Sol e a Terra.............................................................. 29
Figura 03 – Variação da altura do Sol com a latitude................................................ 30
Figura 04 – Insolação Diária, média anual (horas).................................................... 35
Figura 05 – Espectro de radiação............................................................................. 36
Figura 06 – Termosifão, instalação solar.................................................................. 45
Figura 07 – Sistema de geração fotovoltaica de energia elétrica............................. 48
Figura 08 – Localização do Município de Cuiabá-MT............................................... 54
Figura 09 – Normais Climatológicas de Precipitação (mm) e Umidade Relativa do ar
(%) em Cuiabá-MT no período de 1961-1990........................................................... 55
Figura 10 – Normais Climatológicas de Temperatura Mínima e Máxima (Cº) do ar
em Cuiabá/MT, no período de 1961-1990................................................................. 55
Figura 11 – Localização da comunidade rural Pico do Amor.................................... 58
Figura 12 – Diagrama do estudo de rad. solar no ano 2008 em Cuiabá-MT.......... 60
Figura 13 – Instrumentos de pesquisa utilizados na área de estudo........................ 60
Figura 14 – Totais de precipitação, nebulosidade e radiação solar na estação
chuvosa em 2008 no Município de Cuiabá-MT......................................................... 63
Figura 15 – Variações horárias e diárias de radiação solar registradas no mês de
outubro de 2008 em Cuiabá-MT................................................................................ 65
Figura 16 – Variações horárias e diárias de radiação solar registradas durante o mês
de novembro de 2008 em Cuiabá-MT....................................................................... 67
Figura 17 – Variações horárias e diárias de radiação solar registradas no mês de
dezembro de 2008 em Cuiabá-MT............................................................................ 69
Figura 18 – Variações horárias e diárias de radiação solar registradas no mês de
fevereiro de 2008 em Cuiabá-MT.............................................................................. 71
Figura 19 – Variações diárias e horárias de radiação solar registradas no mês de
março de 2008 em Cuiabá-MT.................................................................................. 73
Figura 20 – Precipitação, nebulosidade e radiação solar no Mun. de Cuiabá-MT na
Estação Seca (outono-inverno) em 2008.................................................................. 76
Figura 21 – Exemplos da Atmosfera na Estação seca e chuvosa em Cuiabá......... 77
Figura 22 – Variações diárias e horárias de radiação solar em abril de 2008 no
Município de Cuiabá-MT........................................................................................... 79
x
Figura 23 – Variações horárias e diárias de radiação solar correspondente ao mês
maio de 2008 em Cuiabá-MT.................................................................................... 81
Figura 24 – Variações diárias e horárias de radiação solar incidentes em junho de
2008 no Município de Cuiabá-MT............................................................................. 83
Figura 25 – Variações horárias e diárias de radiação solar coletadas em julho de
2008 na cidade de Cuiabá-MT.................................................................................. 85
Figura 26 – Variações horárias e diárias de radiação solar coletada no mês de
agosto de 2008 em Cuiabá-MT................................................................................. 87
Figura 27 – Variações horárias e diárias de radiação solar coletadas no mês de
setembro de 2008 na cidade de Cuiabá-MT............................................................. 89
Figura 28 – Totais de radiação solar, precipitação e nebulosidade em 2008 em
Cuiabá-MT................................................................................................................. 90
Figura 29 – Energia solar na comunidade de estudo................................................ 92
Figura 30 – Moradia queimada na comunidade........................................................ 93
Figura 31 – Atividades cotidianas na comunidade rural Pico do Amor..................... 95
Figura 32 – Faixa etária e estado civil dos moradores da com. rural “P. do Amor”.. 96
Figura 33 – Mina d‟água utilizada durante muitas décadas no local......................... 97
Figura 34 – Escola e Centro comunitário.................................................................. 98
Figura 35 – Aquisição de eletrodomésticos............................................................... 99
Figura 36 – Rede de transmissão de energia elétrica convencional....................... 100
xi
TABELAS
Tabela 01 – Divisão de categorias em conversão de energia solar.......................... 42
Tabela 02 – Custo médio de um painel fotovoltaico.................................................. 49
Tabela 03 – Capacidade instalada de módulos fotovoltaicos................................... 50
xii
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
UFMT – Universidade Federal de Mato Grosso
UFPR – Universidade Federal do Paraná
UNESP – Universidade Estadual Paulista
ELETRONORTE – Centrais Elétricas do Norte do Brasil S/A
EJA – Educação de Jovens e Adultos
SIN – Sistema Integrado Nacional
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatísticas
ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica
ELETROBRÁS – Centrais Elétricas do Brasil S.A.
MME – Ministério de Minas e Energias
CRESESB – Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito
INTERMAT – Instituto de Terras de Mato Grosso
INMET – Instituto Nacional de Meteorologia
xiii
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS................................................................................................ ix/x
LISTA DE TABELAS.................................................................................................. xi
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS................................................................... xii
RESUMO................................................................................................................... xiii
ABSTRACT.............................................................................................................. xiv
1 – INTRODUÇÃO.................................................................................................... 15 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA............................................................................... 18
2.1 Definições e conceitos de energia................................................................ 18 2.1.1 Produção de energia.................................................................................. 19 2.1.2 A cadeia de energia elétrica....................................................................... 20 2.1.3 Mercado e tecnologias............................................................................... 21 2.1.4 Falta de recursos para avanços tecnológicos............................................ 21 2.1.5 Comunidades atendidas e não atendidas................................................. 23 2.2 Energia solar............................................................................................... 26 2.2.1 Incidência solar e movimentos da terra..................................................... 28 2.2.2 Tecnologias para o aproveitamento da energia solar................................ 31 2.2.3 O uso da energia solar em diversos países............................................... 32 2.2.4 Estimativa de radiação solar no Brasil....................................................... 34 2.2.5 Energia solar indireta: ar, água e biomassa............................................... 36 2.2.6 Sol, energia de amanhã, meios e perspectivas......................................... 38 2.2.7 Energia termo solar e fotovoltaica.............................................................. 43 2.2.8 Sistema fotovoltaico................................................................................... 47 2.2.9 Aplicações fotovoltaicas............................................................................. 50
3 – CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO................................................... 53
3.1 Localização do Município de Cuiabá-MT...................................................... 53 3.1.1 Localização da Comunidade rural Pico do Amor....................................... 57
4 – PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS........................................................... 59
5 – RESULTADOS E DISCUSSÃO.......................................................................... 62
5.1 Radiação solar na estação chuvosa: (outubro a março)............................... 62 5.1.1 Variações de rad. solar horárias, diárias e mensais ocorridas em 2008... 64 5.2 Precipitação e radiação solar anual em Cuiabá-MT................................ 90
6 – A COM. RURAL PICO DO AMOR E A UTILIZAÇÃO DE ENERGIA SOLAR... 92 6.1 Geração de renda com uso de energia solar e convencional na
comunidade............................................................................................................. 94
xiv
6.1.1 Aspectos socioeconômicos da comunidade rural “Pico do amor”............ 95 6.1.2 As novas características e perspectivas da comunidade......................... 96 6.1.3 Aquisição de eletrodomésticos.................................................................. 98
7 – CONSIDERAÇÕES FINAIS.............................................................................. 101 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................................... 104
ANEXO A – LEI Nº 4.873, DE 11 DE NOVEMBRO DE 2003................................ 108
ANEXO B – LEI Nº 14.459, DE 3 DE JULHO DE 2007......................................... 112
ANEXO C – LEI Nº 8.923, DE 11 DE JULHO DE 2008........................................ 115
15
1 – INTRODUÇÃO
As soluções para expandir a oferta de energia no país, reduzindo a
dependência de fonte não renovável, apontam para o uso de energias alternativas
diversas, como exemplo: a energia solar, considerada abundante e limpa. As
hidrelétricas provocam impactos ambientais diversos com a construção de
barragens: destruição da fauna, flora, alagamento de terras férteis, submersão de
sítios arqueológicos e expulsão dos moradores para lugares impróprios, atingindo-os
diretamente. As termelétricas utilizam para geração de energia um derivado de
combustíveis fósseis, portanto não sendo ambientalmente viável. A energia não
renovável proveniente do petróleo, apesar de mais utilizada no Brasil e no mundo
produz poluentes diversos.
As regiões tropicais disponibilizam energia solar anualmente em abundância.
Diante desta premissa foi escolhido como tema para desenvolvimento da pesquisa
o potencial de radiação solar na área estudada. Buscou-se, especificamente,
apresentar a disponibilidade de energia solar e a viabilidade de utilização para o
Município de Cuiabá no Estado de Mato Grosso e demais regiões com as mesmas
características climáticas. Foi necessário investigar as variações de entrada de
radiação solar no decorrer de um ano (2008) para comprovar as possibilidades, pois
as variações anuais pouco se alteram devido à proximidade com os trópicos. Um
exemplo do uso dessa energia alternativa é mostrado na comunidade rural “Pico do
Amor” no Distrito de Nossa Senhora da Guia, complementando a pesquisa. A área
de estudo foi escolhida devido às condições naturais de insolação o ano todo.
A comunidade observada foi beneficiada com a instalação de painéis
fotovoltaicos que geram energia elétrica a partir da captação de radiação solar.
Assim, com a geração de energia tornou-se possível o uso de diversos
eletrodomésticos e funcionamento de um poço semi-artesiano, causando num
primeiro momento conforto aos seus moradores. Os painéis fotovoltaicos para a
geração de energia solar foram fornecidos pela Eletronorte, bem como sua
manutenção. A Prefeitura Municipal de Cuiabá perfurou o poço semi-artesiano,
instalou a caixa d‟água e construiu a escola.
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A comunidade rural de estudo também já é atendida pelo programa “Luz para
Todos” do Governo Federal, criado pelo Decreto nº 4.873, de 11 de novembro de
2003, fato esse ocorrido em inserções finais no cronograma desta pesquisa. Visa de
acordo com seus proponentes beneficiar com energia elétrica parcela da população,
principalmente a concentrada na zona rural, excluída do acesso a esse serviço: as
comunidades isoladas. São normalmente compostas por poucas famílias e
atendidas com energia elétrica através de motores geradores de pequeno porte
alimentados com óleo Diesel: um derivado de fonte não renovável e poluente. No
caso da comunidade em estudo, somente era utilizado lampiões e lamparinas a
querosene.
O aproveitamento de uma fonte de energia renovável, produzida localmente
pode trazer benefícios sociais, econômicos, ambientais e contribuir para a
sustentabilidade energética da comunidade. A pequena comunidade de estudo já foi
considerada uma comunidade “isolada”. Hoje já está conectada a um sistema de
transmissão de energia elétrica. Conforme afirma Rosa (2007, p. 112):
[...] comunidade isolada não se encontra interligada a nenhum sistema de energia elétrica. Portanto, não sendo atendida, enquadra-se como “excluídos elétricos”.
No entanto, de acordo com Teixeira (2005, p. 136), ainda existem muitas
comunidades isoladas no Brasil que não são atendidas com energia elétrica.
Normalmente, as comunidades isoladas se encontram em regiões de difícil acesso,
apresentam-se muito dispersas umas das outras e possuem demanda energética e
renda familiar muito baixa, inviabilizando economicamente a adoção de soluções
tradicionais de atendimento de energia elétrica, como a extensão de redes de
distribuição.
Sendo assim, tão importante quanto viabilizar o fornecimento de energia
elétrica, é buscar o desenvolvimento socioeconômico das comunidades isoladas de
sistemas de eletrificação. Neste sentido vale salientar a importância de desenvolver
atividades econômicas que utilizam a energia para promover o crescimento
econômico, principalmente, no que tange ao beneficiamento de produtos
17
provenientes da agricultura, principal atividade das comunidades rurais, que
necessitam de energia para a conservação ou na fabricação de produtos locais.
O planejamento energético para comunidades isoladas deve ser realizado
para garantir o desenvolvimento socioeconômico, o que em primeira instância está
associado à execução de atividades econômicas produtivas locais. O fornecimento
de energia elétrica deverá ser de forma contínua e com qualidade, considerando
características sociais, econômicas e ambientais.
As informações essenciais sobre a instalação dos painéis fotovoltaicos para
utilização de energia solar na comunidade foram registradas na cidade de Cuiabá no
Estado de Mato Grosso com os responsáveis pelo projeto, local também de análise
dos dados sobre a radiação solar disponível.
A presente dissertação tem como objetivo geral demonstrar a viabilidade do
uso de energia alternativa solar em uma comunidade rural e os seus aspectos
socioeconômicos.
Entre os objetivos específicos do trabalho destaca-se a apresentação do
potencial de radiação solar em Cuiabá-MT a partir de dados registrados no ano 2008
e as mudanças na comunidade rural do estudo a partir da disponibilidade de energia
alternativa solar e convencional.
18
2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Definições e conceitos de energia
De um modo geral, pode-se definir energia como “o que se deve fornecer a
um sistema material, ou retirar dele, para transformá-lo ou deslocá-lo”. Esta definição
supõe, em princípio, a possibilidade de comparar entre si todas as transformações
possíveis de todos os sistemas possíveis. Pode-se, assim, tomar uma delas como
padrão e utilizá-la como unidade de medida. O movimento mecânico, a radiação, o
calor, aparecem como formas diferentes de um mesmo fenômeno, a energia,
medida por uma unidade comum (caloria, Joule, tep, etc.). Esta equivalência foi
expressa, em meados do século XIX, pelo primeiro princípio da termodinâmica,
segundo o qual a energia não pode ser nem criada nem destruída. (DEBEIR, et al.,
1993, p. 167)
Uma fonte de energia renovável é uma fonte de energia que está sempre
sendo reciclada, geralmente durante um curto período de tempo, ao contrário dos
combustíveis fósseis como o petróleo, que se esgotam ao serem utilizados, e
demoram milhões de anos para serem formados novamente. São tipicamente fontes
de energia renováveis: o Sol, o vento, a água, o calor interno da Terra e a biomassa.
O petróleo e seus derivados, como a gasolina, o diesel, a energia nuclear e o gás
natural são fontes de energia não-renováveis.
A energia das hidrelétricas, o álcool da cana-de-açúcar, o biodiesel da soja e
do girassol, os resíduos agrícolas como a lenha e o bagaço de cana-de-açúcar são
exemplos de potenciais fontes de energia renovável. As plantas como a cana-de-
açúcar, por exemplo, apesar de emitirem dióxido de carbono na atmosfera quando
queimadas absorvem o CO² durante o seu crescimento, equilibrando a emissão
deste gás. Já com o petróleo, isto não ocorre, e no caso da energia nuclear, o lixo
nuclear é sempre um problema. (REIS, et al., 2005, p. 279-280)
De uma forma simplista e prática, pode-se descrever a energia elétrica como
o resultado de um processo adequado de utilização das propriedades físico-
químicas e eletromagnéticas da matéria para propiciar o funcionamento de
equipamentos fornecedores de usos finais desejados pela sociedade. Esta
19
conceituação abrange a cadeia total da eletricidade, desde a sua produção (ou
geração, termo mais usual) até a utilização final, pelo consumidor. A geração ou
produção de energia elétrica compreende todo o processo de transformação de uma
fonte primária de energia em eletricidade, e tem um papel de grande importância no
contexto de qualquer estratégia voltada a um desenvolvimento sustentável. Isto
porque é no processo de produção que se localiza uma parte significativa dos
impactos ambientais, socioeconômicos e culturais dos sistemas de energia elétrica.
(HAWKEN, et al., 1999, p. 65)
2.1.1 Produção de energia
De acordo com Reis, et al., (2005, p. 198, 281-282 ), há duas formas básicas
de produzir eletricidade. A primeira, denominada estática por não necessitar do uso
de peças móveis, é obtida diretamente dos recursos naturais por meio da utilização
de energia. É o caso da energia solar fotovoltaica ou da energia resultante de
reações químicas, caso das pilhas e das células a combustível. O tipo de energia
elétrica produzida é de corrente contínua, cuja maior utilização atualmente é na
alimentação de pequeno porte. Outra forma, em geral associada à utilização de
peças móveis, baseia-se na propriedade de certos materiais “conduzirem” energia
elétrica quando colocados em movimento num campo eletromagnético. Neste caso,
há necessidade de um estágio anterior de produção da energia mecânica para
produzir o movimento. Recursos naturais são muitas vezes utilizados diretamente
para produzir energia mecânica, como no caso das hidrelétricas e eólicas nas quais
a água e o vento, respectivamente, acionam as turbinas (versões modernas da roda
d„água e do moinho de vento) que movimentam os geradores elétricos. Um aspecto
importante que deve ser ressaltado é que a energia elétrica é considerada uma
forma secundária de energia, uma vez que pressupõe a transformação de outra (s)
forma (s) de energia, esta (s) sim, obtida (s) por meio de utilização direta dos
recursos naturais.
Atualmente, de acordo com Reis, et al., (2005, p. 281-282):
20
Cerca de 30 a 40% da energia usada no mundo está na forma de eletricidade, indicando a grande importância desta forma de energia no mundo. Alem disso, verifica-se uma tendência para o aumento desta participação no consumo energético futuro. Para que se encontrem alternativas para a transição do setor elétrico e que satisfaçam o novo paradigma, é fundamental que se entenda e leve em conta as características do setor desde a sua importância dentro do cenário de desenvolvimento até suas características institucionais próprias. Apenas desta forma será possível planejar mudanças que possam ser apropriadamente assimiladas pelos atores internos e externos do processo, ou seja, profissionais, agentes do setor e usuários. Só assim as novas necessidades do setor dentro de um novo contexto de interface entre sistemas humanos e natureza poderão ser supridas.
2.1.2 A cadeia de energia elétrica
A cadeia de energia elétrica cobre desde o processo de transformação de
energia primária até a interface com cada tipo de consumidor, está dividido em
geração, transmissão e distribuição. A área de geração se preocupa
especificamente com o processo da produção de energia elétrica por meio de
diversas tecnologias e fontes primárias. Existe uma grande gama de opções para
geração de eletricidade, cada uma delas com características bem distintas e
específicas em termos de dimensionamento sustentável, mas respondem ainda por
uma parte pequena da matriz energética mundial. As áreas de transmissão e
distribuição estão, em certos casos, ligadas pelos sistemas de subtransmissão.
Pode ser também caracterizadas por linhas de transmissão com torres de grande
diâmetro, cruzando grandes distâncias desde o ponto de geração até pontos
específicos, próximos aos grandes centros de consumo da energia elétrica. A
distribuição está associada ao transporte da energia no varejo e ocorre do ponto de
chegada da transmissão ou subtransmissão até cada consumidor individualizado,
seja ele residencial, industrial, comercial, urbano ou rural. Cada uma destas
áreas tem características organizacionais, técnicas, econômicas e de inserção sócio-
ambiental. (REIS, et al., 2005, p. 282 e 283)
Sobre a eletricidade, assim afirma Gonçalves Junior (2007, p. 296):
[...] a eletricidade, na atualidade da sociedade capitalista, é um produto fundamental em múltiplos espaços sociais. Tem larga utilização como bem de consumo; como bem de produção; e bem de serviço. É uma mercadoria imprescindível socialmente e sem substituta, condição que lhe assegura um imenso número de compradores cativos. Como mercadoria à eletricidade é um produto que não tem como ser estocado após sua produção. Por isso o ato de produção, também é circulação. A eletricidade que resulta em
21
iluminação na tela de um computador está sendo simultaneamente produzida em toda a extensão de sua cadeia produtiva. Qualquer variação no requerimento de eletricidade em seus inúmeros usos finais corresponde em uma variação instantânea na cadeia de produção. O que quer dizer que a eletricidade é produzida, ou melhor, é transformada desde a geração até o uso final simultaneamente. A geração, a transmissão e a distribuição compõem o sistema fabril da eletricidade. Somente depois de passar por essas fases é que a eletricidade, em geral, pode ser transformada em um produto final.
Para Debeir, et al., (1993, p. 166) a respeito de energia destaca:
Não há determinismo energético na história nem necessidade absoluta induzida, em um dado instante do desenvolvimento ou da regressão das sociedades humanas, pelo estado histórico das fontes e das formas de energia; em poucas palavras, não existe nenhuma fatalidade energética. A energia, no entanto, está presente ao longo de toda a cadeia de causas e efeitos da qual procede à evolução dos grupos humanos: a determinação energética, a história das últimas décadas o demonstra, é constrangimento inegável. Inicialmente, os sistemas energéticos apresentam sempre uma elasticidade técnica, não são determinados de uma vez por todas. Antes de atingir seu ponto ótimo ou seus limites extremos, cada sistema energético comporta uma reserva técnica, um potencial de melhorias parciais, de progressão quantitativa do rendimento de seus conversores.
2.1.3 – Mercado e Tecnologias
Embora várias tecnologias para maior eficiência energética já estejam
disponíveis, muitas delas são ainda caras se comparadas a outras, menos
eficientes, e já estabelecidas no mercado. Tecnologias que vêm sendo utilizadas há
mais tempo tendem a oferecer maior credibilidade quanto à sua capacidade de
prestação de serviços, além da possibilidade de serem facilmente adquiridas no
mercado. Apesar da existência de vários estudos generalizados, é necessária a
realização de estudos específicos e detalhados em nível regional – e às vezes local
– para que se tenha um quadro claro dos recursos necessários dentro de um
programa de conservação, e do retorno que é possível obter. A inserção das
questões ambientais nesses estudos é essencial, mesmo que ainda seja difícil, já
que vários recursos naturais não possuem ainda um valor de mercado, o que
favorece uma desvalorização do meio ambiente na comparação de alternativas.
(REIS, et al., 2005, p. 84-85)
2.1.4 Falta de recursos para avanços tecnológicos
22
Em países em desenvolvimento, a falta de recursos para pesquisa é um fator
limitante do avanço tecnológico. Muitas empresas não têm recursos para o
desenvolvimento de seus produtos internamente; além disso, a falta de linhas de
crédito específico para investimentos em novas tecnologias e a aversão a riscos
também dificultam a adoção de inovações. A alocação de recursos para um
programa de eficiência energética depende de decisões políticas e
comprometimento empresarial. Cabe aos órgãos técnicos responsáveis informar
sobre o potencial de conservação e quais as vantagens econômicas, a fim de
motivar uma participação ampla dos vários setores da economia em programas para
aumento de eficiência energética. (REIS, et al., 2005, p. 85)
Na atual organização mundial, a energia pode ser considerada como um bem
básico para a integração entre o ser humano e o desenvolvimento. Isso porque a
energia proporciona oportunidades e maior variedade de alternativas, tanto para a
comunidade como para o individuo. Sem uma fonte de energia de custo aceitável e
de credibilidade garantida, a economia de uma região não pode se desenvolver
plenamente, assim como o indivíduo e a comunidade não podem ter acesso
adequado a diversos serviços essenciais ao aumento da qualidade de vida, como a
educação, saneamento e saúde. No contexto da energia, a ênfase deve ser dada à
energia elétrica devido à sua atual participação na matriz energética mundial – além
da tendência de crescimento, uma vez que a demanda das atividades industriais,
comerciais e residenciais está, cada vez mais, sendo suprida por este tipo de
energia. (REIS, et al., 2005, p. 97)
Mesmo em regiões pouco desenvolvidas, a energia elétrica se mostra
necessária para que ocorra a transição da produção de primários para produtos
manufaturados de maior valor agregado, que é o caminho natural nesta etapa do
desenvolvimento. No tocante ao setor residencial, à medida que uma região se
desenvolve, itens como iluminação, refrigeração, eletrodomésticos e aquecimento da
água passam primeiro a fazer parte da vida das pessoas para, posteriormente, a
energia elétrica servir para o conforto e como meio de acesso à informação, como
ocorre, por exemplo, com o computador pessoal. (REIS, et al., 2005, p. 97)
23
Nesse contexto, a energia elétrica é um componente que vai além do conceito
de provisão de condições básicas de infra-estrutura, ela é necessária como forma de
garantir crescimento sustentado da produção nos seus mais diversos níveis de
desenvolvimento. Embora tal assertiva possa também ser estendida para as
telecomunicações, a presença de energia elétrica deve ocorrer em etapa anterior,
por ser condição necessária ao desenvolvimento das telecomunicações. O mesmo
vale para questão da água e saneamento, onde a energia elétrica é necessária, por
exemplo, para o bombeamento de água. Esse papel fundamental da energia
elétrica, agindo não só de forma direta na qualidade de vida, como também de forma
indireta nos outros componentes da infra-estrutura, demonstra sua importância para
o desenvolvimento sustentável. (REIS, et al., 2005, p. 97)
2.1.5 Comunidades atendidas e não atendidas
Toda comunidade se atendida constitui ou pertence a um sistema elétrico
isolado, ou seja, sistema onde a energia elétrica é gerada e consumida dentro de
uma área delimitada, não conectada ao SIN – uma vila, uma cidade ou até uma
região maior. Quando não atendida, a comunidade se insere na problemática dos
“excluídos elétricos”, que tem sido tratada pelas políticas públicas, notadamente, a
partir da lei nº. 10.438/02 que dispôs, entre outras coisas, sobre a universalização do
serviço público de energia elétrica, e do decreto nº. 4.873/03 de 11de novembro, que
criou o programa Luz para Todos.
Sobre comunidades isoladas assim afirma Rosa (2007, p. 27):
[...] o significado da expressão “comunidade isolada” para o setor elétrico brasileiro, é simples, visto que não envolve em princípio nenhum conceito econômico, ou das ciências sociais. É um mero critério de engenharia: trata-se da comunidade eletricamente isolada, ou seja, que não está conectada ao SIN ou ao principal sistema elétrico de um país vizinho, diferenciando-se apenas pelo fato de ser ou não atendida pelo serviço de eletricidade. Logo, pode tratar-se de uma comunidade isolada atendida ou não atendida.
A respeito do acesso a energia elétrica, Santos (1999, p. 55) afirma:
Em termos gerais, as famílias rurais mediante a eletrificação conquistam a oportunidade de poderem utilizar eletrodomésticos, pequenas ferramentas e até alguns equipamentos de uso produtivo comum no meio urbano.
24
De acordo com Rosa (2007, p. 27):
(...) o programa “Luz para Todos” priorizou o atendimento à população do meio rural, até o ano de 2008, tendo em vista que, embora a taxa média de eletrificação brasileira de 93% (IBGE, 2000) seja muito boa, ante a de outros países, a taxa de atendimento na zona rural ainda é ruim: 70,6%. Por seu turno, a Lei nº. 10.438/02 determinou que, no estabelecimento das metas de universalização de cada concessionária, a ANEEL fixasse áreas progressivamente crescentes, para o atendimento, em torno das redes de distribuição. Ou seja, trata-se da tradicional solução de eletrificação pela extensão da rede existente, que possui racionalidade técnica e econômica praticamente inquestionável. Uma vez esgotada tal solução, entretanto, restará por atender àquelas comunidades que, por sua localização e concentração populacional, exigem soluções não-triviais e critérios mais complexos para priorização do atendimento. São comunidades em locais muito isolados, com poucas dezenas de casas aglomeradas e, com populações ribeirinhas e extrativistas cujas famílias estão distribuídas ao longo do curso de um rio, distantes umas das outras na ordem de quilômetros.
Segundo Rosa (2007, p. 28), ao elaborarem seus planos de atendimento, as
concessionárias têm priorizado comunidades em que seja possível a aplicação de
tecnologias de menor custo, bem como onde haja alguma economia de escala. O
ideal é que isso faça parte de um pacote de ações coordenadas para redução da
pobreza, que viria junto com a rede elétrica e incluiria a melhoria das condições de
saúde, habitação, educação, lazer e geração de renda.
O programa “Luz para Todos”, objetiva beneficiar com energia elétrica a
parcela da população, principalmente a concentrada na zona rural, excluída do
acesso a esse serviço: as comunidades isoladas. O atendimento dessa demanda foi
previsto através de três alternativas:
Extensão de rede;
Sistemas de geração descentralizados com redes isoladas;
Sistemas individuais.
O Programa é coordenado pelo Ministério de Minas e Energia - MME e pelas
Centrais Elétricas do Brasil S.A. - ELETROBRÁS e desenvolvido em parceria com as
concessionárias de distribuição de energia elétrica (MME, 2005).
25
Segundo alguns pesquisadores, dentre eles Teixeira (2005, p. 78), o
programa “Luz para Todos” é assim observado:
O Programa não proporciona uma concreta vinculação entre energia e desenvolvimento, havendo a expectativa de que apenas fornecendo eletricidade haverá naturalmente uma melhoria da qualidade de vida da população beneficiada com o Programa, o que do ponto de vista sociológico é altamente discutível. Além disso, a baixa renda dessas comunidades faz com que o Programa gere altos índices de inadimplência nas concessionárias de energia elétrica, já que a energia fornecida torna-se um custo a mais.
O enfoque do Programa está no aumento do número de brasileiros com
acesso à energia elétrica, especialmente no setor residencial, e, de forma
institucional, prega também a necessidade de utilizar essa energia para o
desenvolvimento das comunidades. No entanto, o que se vê na prática é algo bem
diferente do preconizado.
26
2.2 Energia solar
A energia elétrica proveniente de hidrelétrica e a oriunda de biomassa (fontes
renováveis) são as mais disponibilizadas em nosso País, entretanto a derivada do
petróleo classificada como não-renovável, prevalece com maiores percentuais.
Existem energias alternativas não poluentes disponibilizadas. Como exemplo a
energia solar, apesar da utilização mínima na matriz energética mundial e do Brasil
mostrado na Figura 01.
Figura 01 – Matriz energética mundial e do Brasil. Fonte: (MME) Ministério das Minas e Energia, 2008.
Apesar do grande potencial no planeta, a energia solar é pouco explorada em
todos os países. Mesmo com pouca produção e demanda, deve ser disseminada por
não ser nociva ao meio ambiente.
Entre diversas formas de aproveitamento da energia solar para geração de
eletricidade, duas formas são amplamente utilizadas:
a) Indiretamente, pelo uso do calor para gerar vapor que, expandindo em sua
turbina a vapor, acionará um gerador elétrico, em uma central termelétrica;
27
b) Diretamente, pelo uso de painéis fotovoltaicos.
Segundo Reis, et al. (2005, p. 79):
Apesar de haver centrais de porte razoável, principalmente nos Estados Unidos, o uso da energia solar para geração termelétrica ainda que seja de menor porte, tem tido muito mais aplicação, não só em países desenvolvidos (Estados Unidos, Japão, Alemanha), como também nos países em desenvolvimento, principalmente para a alimentação de pequenos sistemas isolados, em projeto-piloto e na eletrificação de equipamentos solitários – radares, retransmissores de microondas etc. Embora seu custo ainda não seja convidativo, está diminuindo com a evolução tecnológica e massificação do seu uso.
Em longo prazo, a geração solar fotovoltaica pode ser considerada uma forma
não-convencional bastante atraente de geração de eletricidade para o Brasil e para
o mundo. A esse respeito assim afirma Reis, et al., (2005, p.79-80 e 81):
No Brasil, devido ao seu elevado custo de instalação, sua aplicação se restringe (em 2004) a projetos de pequeno porte, para alimentar sistemas isolados, áreas de reservas ambientais, ou projetos piloto, interligados ou não à rede elétrica, para desenvolvimento de pesquisas. A energia solar fotovoltaica é considerada de grande importância pelo programa governamental “Luz para Todos” que visa a universalização do acesso à energia elétrica.
Países tropicais como o Brasil recebem radiação solar em abundância, no
entanto é necessário investimentos para uma maior utilização e conseqüentemente
uma diminuição de seus custos.
Para Ayoade (1991), a região tropical caracteriza-se por altas temperaturas,
umidade e precipitações anuais. As altas temperaturas estão associadas à intensa
radiação solar anual, e as elevadas umidades estão associadas com a chuva. A
radiação solar constitui a principal força motriz para processos térmicos, dinâmicos e
químicos em nosso planeta.
O estudo da radiação solar é de fundamental importância, pois interfere no
estudo de outros elementos meteorológicos como a evaporação, evapotranspiração,
temperatura do ar, umidade relativa e outros. E a radiação solar sofre variação tanto
sazonal, como interanual. Sazonalmente, sua variação está intimamente ligada pela
latitude local, sendo também influenciada pelas características da atmosfera, que
28
governam sua transmissividade até chegar à superfície da Terra, bem como, pelas
características do solo, que governa o seu grau de refletividade.
A energia solar chega a Terra nas formas térmicas e luminosa. A maioria das
fontes energéticas, como hidráulica, biomassa, eólica, combustíveis fósseis e
energia dos oceanos, é forma indireta de energia solar. A radiação do Sol pode ser
utilizada diretamente como fonte de energia térmica, para aquecimento de fluídos e
ambientes e para geração de potência mecânica ou elétrica. Ademais, esta radiação
também pode ser convertida diretamente em energia elétrica, através de efeitos
termoelétricos e fotovoltaicos. O aproveitamento da iluminação natural e do calor
para aquecimento de ambientes, denominado aquecimento solar passivo, decorre
da penetração ou absorção da radiação solar nas edificações, reduzindo-se, com
isso, as necessidades de iluminação e aquecimento. Assim, um melhor
aproveitamento da radiação solar pode ser feito com o auxílio de técnicas de
arquitetura e construção (REIS e SILVEIRA 2000, p. 213)
A transformação da luz solar em energia térmica ou elétrica, depende dos
equipamentos utilizados em sua captação. A utilização de uma superfície escura
para a captação transformará a energia solar em calor. O uso de células
fotovoltaicas, ou seja, painéis fotovoltaicos resultarão em eletricidade. Os
equipamentos necessários à produção do calor são chamados de coletores e
concentradores – pois, além de coletar, às vezes é necessário concentrar a radiação
em um só ponto. Este é o princípio de muitos aquecedores solares de água.
Segundo o Plano Nacional de Energia 2030, elaborado pela Empresa de Pesquisa
Energética, a irradiação de luz solar por ano na superfície da Terra é suficiente para
atender milhares de vezes o consumo anual de energia do mundo. Esta radiação,
porém, não atinge de maneira uniforme toda a crosta terrestre, dependendo de
fatores como a latitude, a estação do ano e as condições atmosféricas como
nebulosidade e umidade relativa do ar. Isto decorre da inclinação do eixo imaginário
em torno do qual a Terra gira diariamente, ou seja, movimento de rotação, e à
trajetória elíptica que a Terra descreve ao redor do Sol, translação ou revolução
(ANEEL, 2008)
2.2.1 Incidência solar e movimentos da terra.
29
São dois os movimentos principais da Terra: rotação e translação. A rotação
em torno de seu eixo é responsável pelo ciclo dia-noite. A translação se refere ao
movimento da Terra em sua órbita elíptica em torno do Sol. A posição mais próxima
ao Sol, o periélio (147x106km), é atingido aproximadamente em 3 de janeiro e o
ponto mais distante, o afélio (152x106km), em aproximadamente 4 de julho. A
Figura 02 mostra que as variações na radiação solar recebida devido à variação da
distância são pequenas.
Figura 02 – Relações entre o Sol e a Terra. Fonte: Física-UFPR, 2010. Esta inclinação faz com que a orientação da Terra em relação ao Sol mude
continuamente enquanto a Terra gira em torno do Sol. O Hemisfério Sul se inclina
para longe do Sol durante o nosso inverno e em direção ao Sol durante o nosso
verão. Isto significa que a altura do Sol, o ângulo de elevação do Sol acima do
horizonte, para uma dada hora do dia (por exemplo, meio dia) varia no decorrer do
ano. No hemisfério de verão as alturas do Sol são maiores, os dias são mais longos
e há mais radiação solar. No hemisfério de inverno as alturas do Sol são menores,
os dias mais curtos e há menos radiação solar. A quantidade total de radiação solar
recebida depende não apenas da duração do dia como também da altura do Sol.
Como a Terra é curva, a altura do Sol varia com a latitude.
30
A altura do Sol influencia a intensidade de radiação solar, ou irradiância, que
é a quantidade de energia que atinge uma área unitária por unidade de tempo
(também chamada densidade de fluxo), de duas maneiras:
I – Quando os raios solares atingem a Terra verticalmente, eles são mais
concentrados. A Figura 03 mostra quanto menor a altura solar, mais espalhada e
menos intensa a radiação.
II – A altura do Sol influencia a interação da radiação solar com a atmosfera.
Se a altura do Sol decresce, o percurso dos raios solares através da atmosfera
cresce e a radiação solar sofre maior absorção, reflexão ou espalhamento, o que
reduz sua intensidade na superfície.
Figura 03 – Variação da altura do Sol com a latitude. Fonte: Física, UFPR. 2010. Se a altura do Sol é pequena, os raios que atingem a Terra percorrem
distância maior na atmosfera. Quanto maior a altura, maior a energia recebida.
Há 4 dias com especial significado na variação anual dos raios solares em
relação à Terra. No dia 21 ou 22 de dezembro os raios solares incidem verticalmente
(h=90°) em 23°27‟S (Trópico de Capricórnio). Este é o solstício de verão para o
31
Hemisfério Sul (HS). Em 21 ou 22 de junho eles incidem verticalmente em 23°27‟N
(Trópico de Câncer). Este é o solstício de inverno para o Hemisfério Sul. A meio
caminho entre os solstícios ocorrem os equinócios (dias e noites de igual duração).
Nestas datas os raios verticais do Sol atingem o equador (latitude = 0°). No HS o
equinócio de primavera ocorre em 22 ou 23 de setembro e o de outono em 21 ou 22
de março.
A maior parte do território brasileiro está localizada relativamente próxima da
linha do Equador, de forma que não há grandes variações na duração solar do dia.
Em média, a insolação diária é superior a seis horas, o que viabiliza o
desenvolvimento da energia solar. A energia solar praticamente não afeta o
ambiente, ao contrário, beneficia, pois o único impacto gerado é a placa fotovoltaica
para absorção do calor do Sol, a qual possui certo tempo de vida útil. Ofertando
tratamento adequado ao descarte da placa, os problemas gerados são praticamente
nulos diante dos benefícios alcançados pelo fornecimento de energia solar. (FISICA,
UFPR, 2010)
2.2.2 Tecnologias para o aproveitamento da energia solar
Segundo dados da ANEEL (2008), as tecnologias de aproveitamento da
energia solar são:
Coletor solar – a radiação solar pode ser absorvida por coletores solares,
principalmente para aquecimento de água, a temperaturas relativamente baixas
(inferiores a 100°C). O uso dessa tecnologia ocorre predominantemente no setor
residencial, mas há demanda significativa e aplicações em outros setores, como
edifícios públicos e comerciais, hospitais, restaurantes, hotéis e similares. Esse
sistema de aproveitamento térmico da energia solar, também denominado
aquecimento solar ativo, envolve o uso de um coletor solar discreto. O coletor é
instalado normalmente no teto das residências e edificações. Devido à baixa
densidade da energia solar que incide sobre a superfície terrestre, o atendimento de
uma única residência pode requerer a instalação de vários metros quadrados de
coletores. Para o suprimento de água quente de uma residência típica (três ou
quatro moradores), são necessários cerca de 4m² de coletor. A energia térmica
proveniente da energia solar é a mais utilizada pela população.
32
Concentrador solar – o aproveitamento da energia solar aplicado a sistemas
que requerem temperaturas mais elevadas ocorre por meio de concentradores
solares, cuja finalidade é captar a energia solar incidente numa área relativamente
grande e concentrá-la numa área muito menor, de modo que a temperatura desta
última aumente substancialmente. A superfície refletora (espelho) dos
concentradores tem forma parabólica ou esférica, de modo que os raios solares que
nela incidem sejam refletidos para uma superfície bem menor, denominada foco,
onde se localiza o material a ser aquecido. Os sistemas parabólicos de alta
concentração atingem temperaturas bastante elevadas e índices de eficiência que
variam de 14% a 22% de aproveitamento da energia solar incidente, podendo ser
utilizada para a geração de vapor e, conseqüentemente, de energia elétrica.
(ANEEL, 2008)
Energia elétrica – segundo a ANEEL (2008), para a produção de energia
elétrica existem dois sistemas: o heliotérmico e o fotovoltaico. No heliotérmico a
irradiação solar é convertida em calor, sendo utilizado em usinas termelétricas para
a produção de eletricidade. O processo completo compreende quatro fases:
a) Coleta da irradiação;
b) Conversão em calor;
c) Transporte e armazenamento, e
d) Conversão em eletricidade.
Para o aproveitamento da energia heliotérmica é necessário um local com alta
incidência de irradiação solar direta, o que implica em pouca intensidade de nuvens
e baixos índices pluviométricos, como ocorre no semi-árido brasileiro. Já no sistema
fotovoltaico, a transformação da radiação solar em eletricidade é direta. Para tanto, é
necessário adaptar um material semicondutor, exemplificativamente o silício, para
que, na medida em que é estimulado pela radiação, permita o fluxo eletrônico
(partículas positivas e negativas). (ANEEL, 2008)
2.2.3 O uso da energia solar em diversos países
33
Durante muito tempo Israel foi o único país que exigiu uma participação
mínima de aquecimento de água a partir da energia solar. Em 2006, a Espanha
passou a exigir níveis mínimos de energia solar tanto para o aquecimento de água
quanto para a geração de eletricidade em novas construções como prédios
residenciais, hotéis e hospitais. Em 2007, a iniciativa foi acompanhada por países da
Índia, Coréia, China e Alemanha. Os percentuais exigidos variam de 30% a 70%,
dependendo do clima, nível de consumo e disponibilidade de outras fontes de
energia. (ANEEL, 2008)
No Brasil, não há lei federal que determine a obrigatoriedade de percentuais
mínimos na geração de energia para aquecimento de água e eletricidade. No
entanto, o Município de São Paulo promulgou a Lei nº 14.459/2007 em 3 de julho de
2007, sancionada pelo Prefeito Gilberto Kassab, tornando obrigatória a preparação
de todas as novas casas e edifícios para o uso dos aquecedores solares de água.
Casas e apartamentos com quatro ou mais banheiros, incluindo lavabos, são
obrigados a instalar os aquecedores solares. Além das casas e apartamentos, ficam,
também, obrigados a instalar aquecedores solares de água os seguintes tipos de
edificação:
a) hotéis, motéis e similares;
b) clubes esportivos, casas de banho e sauna, academias de ginástica e lutas
marciais, escolas de esportes, estabelecimentos de locação de quadras esportivas;
c) clínicas de estética, institutos de beleza, cabeleireiros e similares;
d) hospitais, unidades de saúde com leitos, casas de repouso;
e) escolas, creches, abrigos, asilos e albergues;
f) quartéis;
g) indústrias, se a atividade setorial específica demandar água aquecida no
processo de industrialização ou, ainda, quando disponibilizar vestiários para seus
funcionários;
h) lavanderias industriais, de prestação de serviço ou coletivas em edificações
de qualquer uso, que utilizem em seu processo água aquecida; e
i) todas as edificações novas ou não que venham a construir uma piscina
aquecida.
34
Também o Governador do Estado de Mato Grosso, Blairo Borges Maggi
sancionou a Lei nº Lei Nº 8.923, de 11 de julho de 2008 de autoria do Deputado
José Domingos Fraga que diz os seguintes objetivos:
I – promover estudos visando à aplicação do uso de energia elétrica gerada a
partir da energia solar;
II – promover campanhas educativas sobre as vantagens do uso da energia
solar;
III – financiar ações que incentivem a produção e a aquisição de
equipamentos geradores de energia solar;
IV – financiar pesquisas de mapeamento do potencial de aproveitamento solar
e de outras fontes de energia alternativa no Estado, a serem desenvolvidas pelas
entidades competentes; e
V – promover estudos para a concessão de benefícios tributários às
empresas produtoras de equipamentos geradores de energia solar, observados os
preceitos da Lei Complementar Federal nº101, de 04 de maio de 2000 – Leis de
Responsabilidade Fiscal. (Assembléia Legislativa de Mato Grosso, 2008)
Leis foram criadas no mundo e em nosso país, resta aguardar que este
exemplo seja seguido pelos demais Estados e municípios brasileiros. A energia solar
praticamente não enseja impacto ao ambiente e à saúde. O maior problema,
atualmente, é o custo para implementá-la.
2.2.4 Estimativa de radiação solar no Brasil.
A radiação solar depende das condições climáticas e atmosféricas. Somente
parte da radiação solar atinge a superfície terrestre, devido à reflexão e absorção
dos raios solares pela atmosfera. Mesmo assim, estima-se que a energia solar
incidente sobre a superfície terrestre seja da ordem de 10 mil vezes o consumo
energético mundial. A Atlas Solarimétrico do Brasil apresenta uma estimativa da
radiação solar incidente no país, resultante da interpolação e extrapolação de dados
obtidos em estações solarimétricas distribuídas em vários pontos do território
nacional. Devido, porém, ao número relativamente reduzido de estações
experimentais e às variações climáticas locais e regionais, a Atlas de Irradiação
35
Solar no Brasil faz estimativas da radiação solar a partir de imagens de satélites.
(CRESESB, 2008).
Disponibilidade de radiação solar é uma característica dos países tropicais e o
Brasil em toda sua extensão possui insolação o ano todo. A Figura 04 mostra o
Estado de Mato Grosso como de grande potencial anualmente.
Figura 04 – Insolação Diária, média anual (horas). Fonte: Atlas Solarimétrico do Brasil, 2008.
Palz (2002, p. 59) afirma:
[...] “os dados da radiação solar são normalmente fornecidos pelos serviços meteorológicos”. Estes serviços habitualmente calibram os instrumentos que utilizam; assim, os dados fornecidos são de alta precisão. O aparelho que mede a duração da insolação é heliógrafo. Enquanto o disco solar permanece visível através das nuvens, ou, enquanto se pode observar sombras projetadas sobre o solo, os meteorólogos falam de radiação direta à qual é sensível o heliógrafo.
Dentro do espectro de emissão solar a faixa compreendida entre 220 a 400
nanômetros é do ultravioleta, a faixa entre 400 até 700 nanômetros é a faixa do
36
visível, que compreende os comprimentos de onda que são captados pela retina do
olho humano, dando a sensação de visibilidade. A partir de 700 nm, os
comprimentos de onda passam à faixa do infravermelho, chegando até 4000
nanômetros.
O espectro de emissão eletromagnético do sol mostrado na Figura 05 inicia-
se com comprimento de onda de 220 a 4000 nanômetros, onde se encontra 99% do
espectro total.
Figura 05 – Espectro de radiação. Fonte: IAG USP, 2010. O maior volume de energia transmitida pelos raios do Sol está dentro da faixa
do visível do espectro. (REIS, et al., 2005, p. 240)
Dentro do espectro de emissão solar a faixa compreendida entre 220 a 400
nanômetros é do ultravioleta, a faixa entre 400 até 700 nanômetros é a faixa do
visível, que compreende os comprimentos de onda que são captados pela retina do
olho humano, dando a sensação de visibilidade. A partir de 700 nm, os
comprimentos de onda passam à faixa do infravermelho, chegando até 4000
nanômetros.
2.2.5 Energia solar indireta: ar, água e biomassa.
37
A radiação solar absorvida pelas plantas no decurso do processo da
fotossíntese é parcialmente convertida em biomassa, que é, então, uma forma de
acumulação de energia solar. A biomassa é muito semelhante aos combustíveis
fosseis; é de fácil armazenamento e transporte. É uma vantagem que nem sempre
as outras formas de energias apresentam: hidráulica, eólica, captadores térmicos,
fotovoltaicos, etc. A energia solar é também absorvida pelo solo, pelo mar e pelo ar,
onde permanece armazenada parcialmente sob a forma de energia mecânica
(potencial ou cinética) e sob a forma de energia térmica. O vento representa um
potencial energético importante, que equilibra parcialmente a radiação solar direta,
particularmente no inverno. A hidro e a anemoeletricidade compartilham dos
mesmos atrativos da conversão direta da luz solar: seu uso não produz poluição,
nem há resíduos químicos, térmicos, ou radioativos. A água corrente e o vento são
um resultado direto da ação da luz solar, que origina um incremento da energia
potencial; em outras palavras, a energia é gerada por um movimento vertical de
massa, sem alteração química que ocorra nesta matéria. (PALZ, 2002, p. 79)
Os efeitos da luz solar para Palz (2002, p. 80) são assim descritos:
A luz solar provoca a evaporação da água, que, quando precipitada na terra a grande altitude, tem uma energia potencial superior à anterior; no caminho de volta para o mar, esta energia potencial é convertida em energia cinética primária, ou mecânica, sendo o calor apenas um efeito secundário. O vento é causado basicamente por gradientes horizontais de interceptação de energia solar, levando a um movimento vertical de ar quente nos lugares quentes, e um fluxo de ar mais frio para substituí-lo. A luz solar (fótons) e a eletricidade (elétrons em movimento) são fenômenos dinâmicos que não podem ser armazenados diretamente.
A cor do céu visível e infravermelha não refletida para o espaço vão penetrar
na Troposfera, onde sofrerão novas interações com seus átomos. Parte é
absorvida, o que faz aquecer a atmosfera, mas a maior parte é espalhada.
Entretanto, o espalhamento será maior para a radiação de maior freqüência. Sabe-
se da teoria eletromagnética que a quantidade de luz espalhada é proporcional à
quarta potência de sua freqüência de modo que o azul é dez vezes mais espalhado
que o vermelho. É por isso que vemos o céu azul. Por outro lado, como o vermelho
e o verde são menos espalhados, se olharmos diretamente para o Sol o veremos
amarelado, pois o amarelo é uma combinação das radiações verde e vermelha que
foram pouco desviadas pelo espalhamento. A explicação da cor avermelhada do
38
céu ao amanhecer e ao pôr do Sol é basicamente a mesma, com a diferença de que
os raios solares, estando o Sol ao horizonte, percorrem uma maior distância, o que
faz com que o azul e o verde sejam tão espalhados que não chegam à superfície da
Terra. São absorvidos antes. (ACIOLI, 1994, p. 87- 88)
2.2.6 Sol, energia de amanhã: meios e perspectivas.
A captação direta e o uso da radiação solar em escala industrial representam
uma inovação na história da humanidade. Ao passo que a energia solar indireta
resulta de um processo de absorção natural em que o homem não tem parte. O
uso direto da radiação solar requer sistemas especialmente projetados e instalados,
para absorver e converter a energia incidente. Da perspectiva puramente técnica, os
sistemas de conversão de energia solar são potencialmente capazes de produzir a
maior parte da futura demanda de energia de todo o planeta. O consumo mundial de
energia corresponde à radiação solar recebida em cerca de 0, 005% da superfície
do globo. Em outras palavras, a radiação solar absorvida na Terra é igual a 20.000 o
consumo mundial, porque a Terra absorve 10¹9 kWh por ano. (PALZ, 2002, p. 107)
Segundo Cometta (1978, p. 23), no espaço interestelar, longe da Terra (a
uma distância fixada em 149,67. 109m), a radiação solar é definida pela chamada
constante solar, e tem o valor de 1400 W/m²; a potência que atinge o solo é
naturalmente menor, por causa da absorção operada pela atmosfera, que varia com
a altura do Sol sobre o horizonte, e com as condições atmosféricas, bem como com
a latitude sobre o nível do mar do local da medida. A espessura de atmosfera
atravessada pelos raios solares varia entre um mínimo de 100 km com o Sol alto, no
zênite, a cerca de 1130 km, com o Sol sobre o horizonte.
Quanto à altura acima do nível do mar, é um fato de todos conhecido que o
Sol, no alto das montanhas é bem mais eficaz que o Sol da planície, porque os raios
não devem atravessar as camadas mais baixas da atmosfera, que são as mais
densas. O ideal seria recolher a radiação solar fora da atmosfera, por exemplo,
mediante satélites artificiais. Como valor aproximado, mas largamente suficiente
para os cálculos técnicos, considera-se que uma superfície normal à direção dos
raios solares, com céu claro e ao meio-dia, seja atingida por uma potência radiante
39
de 1000 W/m². As manchas solares têm uma temperatura média de cerca de 4000k,
contra cerca de 6000k da fotosfera, a potência emitida pelo Sol varia segundo o ciclo
das manchas solares, que notoriamente tem um ciclo de 11 anos. (COMMETA,
1978, p. 23-24)
Mais que o supracitado valor de 1000 W/m², da potência radiante, são
interesses os valores médios referidos ao ano, e levantados com instrumentos
especiais, que levam em conta todas as variáveis. A título de exemplo, diremos que
a potência média anual que atinge uma superfície horizontalmente é de 132 W/m²
em Milão; 190 W/m² na Sicília, e 265 W/m² no Sahara, que é uma das regiões de
maior insolação do mundo. Anualmente chegam a Terra mais de 1018 kWh. Em
outras palavras, num só mês, o Sol envia a Terra o equivalente de cerca de 1013 t de
carvão, comparáveis, segundo as estimativas otimista, às reservas totais da Terra,
deste combustível. (COMMETA, 1978, p. 24-26 e 27)
O consumo anual de energia, pela humanidade, é avaliado atualmente em
1014 kWh, ou seja, apenas 1/10.000 da energia que o Sol envia a Terra; ou seja, em
menos de uma hora, o Sol envia à Terra tanta energia quanto a humanidade
consome em um ano. Se pudesse utilizar integralmente a energia solar que atinge
10% da superfície desértica sul - ocidental dos Estados Unidos, poder-se-ia
satisfazer todas as necessidades de energia deste país por 25 anos.
A troca de energia entre a Terra e o espaço reduz-se substancialmente a dois
componentes. Por um lado, a energia que provém do Sol em virtude de sua
temperatura, e por outro, a energia que a Terra difunde no espaço, também
associada à temperatura dos corpos irradiantes. A contribuição dos outros corpos
celestes é totalmente irrelevante no equilíbrio energético terrestre. Desprezível,
considerando-se os erros que afetam medidas deste gênero, é o calor proveniente
das profundezas da Terra, que atinge a superfície e a atmosfera. O calor interno
disperso é, de fato, apenas 50cal/cm2 por ano (1 cal = 1pequena caloria = 0, 001
quilocaloria), ou seja, menos de 1/5000 da que nos chega proveniente do Sol. O
mesmo pode-se dizer da energia das marés, que provém da interação gravitacional
Terra-Lua-Sol. Do total da radiação solar incidente nos limites da atmosfera, chegam
40
ao solo cerca de 4%, grosso modo constituído metade da radiação direta, e metade
da radiação difusa no céu e pelas nuvens. (COMETTA, 1978, p. 27)
Boa parte de toda energia solar é utilizada na manutenção de processos
naturais e vitais. Pode-se avaliar que pelo menos 30% da energia solar que atinge a
Terra seja utilizada para a evaporação das águas, ao passo que uma modestíssima
percentagem (cerca de 0,3 e 1,5%) é utilizada para a síntese clorofiliana. Cerca de
outros 0,3% é utilizado para a produção dos ventos e das correntes marítimas.
Conseqüentemente, não é perfeito o equilíbrio entre a energia solar absorvida e a
energia devolvida ao espaço. Nessas análises não se levou em conta, naturalmente,
o calor proveniente dos combustíveis fósseis usados pelo homem. (COMETTA,
1978, p. 28-29)
A energia solar se apresenta sob forma disseminada, e não concentrada, em
sua captação e aproveitamento, ao menos para potências elevadas, requerem
instalações complexas e custosas. A energia, também, no local da instalação é
disponível de forma descontínua, sujeita a alternâncias periódicas (dia-noite; verão-
inverno) e casuais (céu claro-nebuloso), pelo que é indispensável prover dispositivos
de acumulação, com ulteriores complicações e elevação dos custos da instalação.
As considerações econômicas não são atualmente favoráveis a um rápido
desenvolvimento do uso da energia solar; os elevados custos iniciais de instalação e
as dificuldades associadas com a disponibilidade descontínua continuariam a
inviabilizar sua utilização; ao menos que haja um ulterior e dramático aumento dos
custos dos combustíveis tradicionais e nucleares. (COMETTA, p. 29)
De acordo com Ometto (1981, p. 54-55):
A energia solar que chega até a superfície terrestre é a radiação solar sob a forma de ondas magnéticas, que varia de intensidade à medida que penetra na atmosfera. A energia solar que chega às camadas mais altas da atmosfera contém certa quantidade de energia, que varia em função da distância da terra ao sol e das atividades solares, cuja média é igual a 1,97 cal.cm-2.m-1, conhecida como constante solar. A constante solar, se observando a incidência da radiação sob aspectos teóricos, é definida como sendo a quantidade de energia que incide perpendicularmente sobre uma superfície horizontal unitária na unidade de tempo, quando o raio vetor Terra-Sol (distância média da Terra ao Sol) é unitário e ausente da atmosfera. Como a distância Terra-Sol é variável, a constante solar oscila ± 2% de seu valor durante o ciclo anual.
41
O potencial máximo de radiação solar é o máximo possível de radiação solar
incidente na superfície do solo, para um determinado dia e local, considerando a
atmosfera presente e isenta de nuvens durante todo o dia. Esse parâmetro
energético máximo é de grande valia para utilização de cálculos de demanda
energética em sistemas solares de aquecimento, secagem, refrigeração, evaporação
e evapotranspiração. (OMETTO, 1981, p. 56).
O uso direto da energia solar para satisfazer às necessidades energéticas
humanas atuais é vantajoso porque o equilíbrio térmico da Terra não é assim
perturbador, diversamente do consumo da energia não-solar. Os conversores
solares instalados nos telhados podem ser tomados como exemplo. O efeito de
aquecimento relacionado à radiação solar não é alterado quando a luz atinge um
conversor solar, ao invés de um telhado. O conversor faz parte da radiação
disponível como calor ou eletricidade útil, antes da energia ser finalmente liberada
como calor para o ambiente. Não há aumento ou diminuição líquidos do calor,
contrariamente ao que acontece com o uso da energia fóssil ou nuclear. (PALZ,
2002, p. 110)
Na prática, a emissividade dos geradores solares (que faz com que a
radiação solar não convertida seja irradiada de volta como infravermelho), é um
parâmetro aberto. A emissividade depende amplamente do material de
encapsulação dos painéis ou espelhos solares; usando diferentes espécies de
plásticos, vidros e metais, a emissividade poderia ser ajustada de modo que o
equilíbrio local ou total permaneça basicamente inalterado. O impacto do equilíbrio
térmico da energia solar parece menos importante que alguns outros efeitos do uso
da terra. Em quase todos os países, grandes áreas outrora ocupadas por florestas
foram desmatadas para agricultura, urbanização, indústrias e rodovias. O equilíbrio
térmico foi afetado, porque a absorção, reflexão e radiação térmica foram alteradas.
Por exemplo, uma rodovia reflete 35% da radiação incidente, em comparação com
apenas 3 a 10% refletidos por florestas. As áreas assim convertidas representam
uma grande fração da área total da terra, muito maior do que a necessária para a
conversão da energia solar. (PALZ, 2002, p. 111)
42
A perturbação térmica ambiental é então muito mais fraca para a utilização da
energia solar do que para a energia fóssil. Isto é igualmente válido para o efeito do
CO² produzido pelo consumo de combustíveis. Mesmo a biomassa, cuja utilização
também produz CO², tem um efeito menos nocivo para o ambiente do que os
combustíveis fósseis. Enquanto que o consumo dos combustíveis fósseis é um
processo irreversível produzindo CO² que subsiste, a combustão da biomassa faz
parte de um ciclo completo no qual a quantidade de CO² produzida desaparece
ulteriormente por absorção, pela fotossíntese, em outras plantas. (PALZ, 2002, p.
111)
As Perspectivas do emprego da energia solar e demanda de acordo com
Palz (2002, p. 112), depende do desempenho que se pode obter nos sistemas de
conversão de energia solar e é grandemente em função do tipo de demandas.
Todos os sistemas de conversão de energia solar podem ser divididos em
três grandes categorias. A tabela 01 exemplifica as categorias.
Tabela 01 – Divisão de categorias: Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Conversão direta Conversão com etapa Conversão direta Por aquecimento termodinâmica intermediária para eletricidade
Aquecimento de água Aquecimento de ambiente Secagem de alimentos e material Cozinha Aquecimento industrial, incluindo vapor e fornos solares
Destilação de água Refrigeração etc. Potência mecânica ou produção de eletricidade a partir do calor
Conversão fotovoltaica Outros métodos (fotoemissão), etc.
Fonte: Palz, 2002, p. 112.
Geralmente, as conversões de energia solar do Tipo 2 implicam numa perda
de rendimento devida à limitação do ciclo de Carnot. Deste ponto de vista, é
desejável usar o calor do Sol à temperatura mais alta possível e proporcionar
resfriamento eficiente para as conversões do Tipo 2. Para aquecimento, por outro
lado, a radiação solar é transformada numa forma degradada de energia. Isto
significa que, no máximo, 30% da demanda de energia poderiam ser satisfeitos pela
conversão direta da radiação solar em calor a baixa temperatura. Tal conversão é
simples, por não necessitar concentração da luz do Sol, e o problema é só do
43
armazenamento. Novamente, por causa da dificuldade de serem transportados, os
conversores de calor solar teriam de ser instalados perto dos consumidores. (PALZ,
2002, p. 113)
A respeito do calor solar e sua utilização, Palz (2002, p. 115) diz que o
captador básico de energia solar é o coletor plano. Podem-se classificar os coletores
solares de acordo com a temperatura que permitem obter, principal critério físico
para exprimir o desempenho de um coletor. A classificação seguinte se faz segundo
a temperatura máxima atingível na saída de um coletor, para uma radiação solar
máxima. As temperaturas de funcionamento dependem do tipo de utilização e se
situam, a título indicativo, a 1/3 ou a 1/2 da temperatura máxima:
Até 100°C: piscina solar.
Até 120°C acima da temperatura ambiente: coletor plano negro.
Até 200°C acima da temperatura ambiente: coletor plano seletivo e coletor
cilindro-parabólico de pequeno fator de concentração.
Até 260°C acima da temperatura ambiente: coletor plano com tubulação sob
vácuo coletor cilindro-parabólico de fator de concentração máxima.
Até 3500° C: limite prático dos sistemas de captação central.
Deve-se enfatizar que o desempenho de um dado coletor de calor depende
muito de sua localização. Nas regiões onde a maior parte do tempo a intensidade
solar é adversamente afetada por nuvens, neblina, e outros tipos de absorção
atmosférica, o rendimento médio pode ser substancialmente inferior aos climas
ensolarados; pode mesmo mostrar-se impraticável o uso de aquecimento solar
durante parte do ano. Em qualquer caso, o uso de coletores solares exige um
dimensionamento cuidadoso, levando em consideração pormenores das condições
climáticas do local do usuário. Isto acarreta medidas precisas do perfil da
intensidade solar durante dias, semanas e anos. (PALZ, 2002, p. 125)
2.2.7 Energia termo solar e fotovoltaica
44
Uma grande variedade de equipamentos pode ser utilizada para captar a
energia térmica do Sol. Para uso em baixas temperaturas, a maioria dos sistemas é
composta de vidros, ou melhor, da sua habilidade de transmitir a luz visível e
bloquear a radiação infravermelha. Para uso em elevadas temperaturas, utilizam-se
habitualmente espelhos. Pode-se dividir o aproveitamento em três formas:
I – Sistema solar ativo
A captação da energia solar a baixa temperatura pode ser feita utilizando-se
de vários equipamentos em função da aplicação. Um desses equipamentos é o que
se denomina de coletor solar, usualmente montado num telhado de uma edificação
para captar a radiação solar. A maioria dos sistemas é estruturalmente simplificada e
o calor produzido é utilizado para aquecer água para uso interno das edificações ou
aquecer água de piscina.
II – Sistema solar passivo
Consiste na absorção da energia diretamente por uma edificação em função
do seu projeto arquitetônico com o intuito de reduzir a energia requerida para
aquecer o ambiente interno. Normalmente, este tipo de sistema se utiliza do próprio
ar para coletar a energia, em geral, sem a necessidade de utilizar bombas ou
ventiladores, sendo o sistema parte integrante da edificação. Um edifício projetado
de forma eficiente, ou seja, fazendo um bom aproveitamento da luz solar e da
circulação de ar, diminui a necessidade de consumir energia elétrica na iluminação e
acondicionamento do ambiente. (REIS, et al., 2005, p. 229-232)
III – Aquecedor solar e sistemas por circulação natural (Termosifão)
Assim diz Acioli (1994, p.101): a finalidade de um aquecedor solar, também
chamado coletor solar, é absorver a energia do Sol e transformá-la em calor para ser
usado em aquecimento de água para residências e prédios, ou para mover bombas
d‟água, refrigeradores e motores em geral. Quando concentrada adequadamente,
pode ser também usada para fins industriais. O aquecedor solar consiste
essencialmente de uma serpentina de metal pintada de preto, a ser exposta ao Sol,
através da qual flui água a ser aquecida, sendo a serpentina encerrada numa caixa
45
pintada de preto com tampa de vidro. A parte de baixo da tubulação da serpentina é
soldada a uma chapa metálica também pintada de preto, que é o coletor solar.
Segundo Acioli (1994, p. 101):
A forma de serpentina tem a finalidade de aumentar a área de contato com o coletor e com a própria radiação solar, sem aumentar muito o tamanho do aquecedor. É de metal porque este é um bom condutor de calor, sendo de uso freqüente o cobre ou, por ser mais barato, o ferro galvanizado. O metal, sendo bom condutor, transmite a energia da radiação solar absorvida por suas paredes externas para as paredes internas e, daí, por convecção, para a água. Deve ser pintado de preto para que absorva o máximo da radiação solar. O material preto com que se cobre a serpentina e o coletor deve absorver o máximo da radiação solar e irradiar o mínimo de infravermelho.
A radiação solar incide sobre a cobertura de vidro, que compõem a parte
superior do painel. Esta radiação penetra em grande parte, no interior do painel
solar, onde se mantêm. Tranfere-se calor para o fluído que circula pelo interior dos
tubos que constitui o painel solar. O fluído após sofrer o aquecimento, circula em
círculo fechado e tranfere calor através da serpentina do depósito, para a água aí
acumulada aquecendo-a. A circulação do fluído é gerida e controlada pelo grupo de
circulação en função das temperaturas medidas. Figura 06
Figura 06 – Termosifão, instalação solar. Fonte: Nauglas, 2009.
46
Conforme Reis, et al., (2005, p. 230):
Também o calor solar é utilizado para fins de refrigeração ambiental mediante ciclo de absorção. O calor solar, neste caso, é utilizado como aquecedor, tendo em vista que este tipo de sistema exige temperaturas mais elevadas. Existe uma enorme quantidade de equipamentos para aproveitamento do sol à baixas temperaturas. Para aquecimento de ar ambiente, a maioria destes equipamentos está instalada em países de clima frio. Para aquecimento de água os coletores solares são utilizados em inúmeros países. Tais equipamentos ainda são considerados caros para o poder aquisitivo da grande maioria da população de países em desenvolvimento. Atualmente, no Brasil, existe um número muito grande de fabricantes de coletores solares. Porém, para uma maior introdução deste equipamento no mercado, há a necessidade de criação de mecanismos de incentivos governamentais aplicados do lado do consumidor e do lado da empresa fabricante para baratear os custos e atingir as camadas mais pobres da população.
Dentre as aplicações mais antigas de sistema solar à baixa temperatura é
possível citar a estufa, utilizada na agricultura em culturas que exigem certas
condições ambientais para se desenvolverem e também na secagem de produtos
agrícolas. Também é uma aplicação antiga, a utilização do calor solar para evaporar
água do mar e obter sal de cozinha. Outra antiga e interessante aplicação da
energia solar a baixa temperatura, muito utilizada nos países do Oriente Médio, é a
dessalinização da água do mar e da água salobra de poços para obtenção de água
doce. No campo do aquecimento ambiental, existem diversas configurações de
sistemas utilizados, na sua maioria, em países de clima frio. Um deles é o uso de
radiadores, em que a água quente passa através do mesmo, introduzindo ar quente
no ambiente. Outra configuração de coletores solares a ar, cujo principio de
funcionamento é semelhante ao de água, é o sistema em que o ar passa através do
coletor que pode ser instalado verticalmente sobre a fachada das edificações. O ar
pré-aquecido pelo sol pode ser direcionado ao ambiente em que se quer aquecer ou
pode ser armazenado em um acumulador para ser usado em outro período. (REIS,
et al., 2005, p. 229-230)
A energia solar fotovoltaica é assim descrita por Reis, et al. (2005, p. 233):
A energia solar pode ser convertida diretamente em eletricidade utilizando-se das tecnologias de células fotovoltaicas. É vista como uma tecnologia do futuro, visto que se utiliza de uma fonte limpa e inesgotável que é o Sol. No atual estado da arte desta tecnologia, ela só encontra viabilidade econômica em aplicações de pequeno porte em sistemas rurais isolados (iluminação, bombeamento de água etc.), serviços profissionais (retransmissores de
47
sinais, aplicações marítimas) e produtos de consumo (relógio, calculadoras). O mercado fotovoltaico é ainda uma fração pequena, visto que existe uma parcela significativa da população mundial, cerca de 1 bilhão de habitantes ou aproximadamente 20% da população mundial, localizadas principalmente nas áreas rurais, que não têm acesso à eletricidade. Pesquisas feitas nos últimos dez anos, resultando em aumento da eficiência dos módulos e diminuição considerável nos custos de produção, sinalizam boas perspectivas futuras, inclusive para aplicações de maior porte.
Este uso crescente vem sendo acompanhado por inovações que permitem o
aumento da eficiência de conversão de energia das fotocélulas, bem como uma
significativa redução de seus custos.
2.2.8 Sistema fotovoltaico
A Configuração básica de um sistema fotovoltaico autônomo (não conectado
à rede elétrica) possui algumas variações, entretanto de acordo com Solar Brasil
(2011), o módulo solar normalmente necessita de um acumulador de energia, a
bateria. Recomenda-se a utilização de um controlador de carga para otimizar o
sistema, ou seja, para proteger a bateria contra sobrecarga ou descarga. Para
alimentação de equipamentos que funcionam em corrente alternada VCA (110/220)
é necessário a utilização de um equipamento chamado inversor. Princípio de
funcionamento do sistema:
Quando o Sol brilha sobre os módulos solares há produção de corrente
elétrica;
Os condutores (fios/cabos) conduzem a eletricidade dos módulos ao
controlador de carga;
O controlador de carga dirige a eletricidade para as baterias para carregá-las;
As baterias acumulam a eletricidade para uso diurno ou noturno;
Os controladores de carga enviam corrente aos aparelhos de mesma tensão
(Ex: Lâmpadas 12VCC); e
Os inversores, que devem ser ligados diretamente nas baterias. Enviam
corrente aos aparelhos de tensão diferente (ex: TV 110VCA).
A respeito do armazenamento, ou seja, a acumulação em baterias, assim diz
Palz (2002, p. 131):
48
[...]Sem armazenamento, o sistema de energia solar forneceria aquecimento somente nas horas de maior radiação, precisamente quando não se tem real necessidade. O armazenamento é, assim, parte essencial de todo equipamento solar, pois permite, defasando a transferência de energia solar, garantir sua distribuição à noite e nas manhãs de céu nublado, quando o aquecimento é necessário.
A energia solar fotovoltaica como mostra a Figura 07 é a energia obtida
através da conversão direta da luz em eletricidade através do efeito fotovoltaico.
Figura 07 – Sistema de geração fotovoltaica de energia elétrica. Fonte: Cresesb/Cepel, 2010.
Ao contrário da energia convencional, a energia solar é calculada pelo
consumo. Para a demanda é necessário saber qual equipamento será utilizado,
qual a potência (watts) do equipamento, qual a tensão (volts), o nº de horas/dia de
utilização do equipamento e o consumo. Para uma melhor economia devem-se
utilizar equipamentos em 12V. Os custos para instalação e funcionamento de um
painel fotovoltaico variam e encontram-se diversos preços conforme mostra a Tabela
2. A variação depende do fabricante e principalmente da potência de acumulação
em Watts. A duração média de um painel fotovoltaico é em torno de vinte anos
(tempo de uso útil). (SOLAR BRASIL, 2011)
49
Tabela 2 – Custo médio de um painel fotovoltaico
Custo médio de um painel fotovoltaico Valor
Painel Solar Fotovoltaico 130 Watts Solar Word Sun Module SW 130 Poly/R6A
R$ 1.500,00
Controlador de carga 5/6A 12V Phocos – CA 06-2.2 R$ 200,00
Inversor 400 W Xantrex – 12V/120V R$ 300,00
Baterias. Preço médio de modelos diversos por unidade R$ 200,00
Total R$ 2.200,00
Fonte: Solar Brasil, 2011.
O mercado mundial de energia fotovoltaica de acordo com Reis, et al. (2005,
p. 235) é assim descrito:
Ásia, Pacífico e Japão – É a região com maior mercado.
Europa – Segunda maior consumidora. Este consumo vem crescendo devido
a programas financiados por governos para sistemas conectados à rede, seja
nos telhados das casas, seja em centrais fotovoltaicas.
África – Na África, o mercado interno se divide em sistemas rurais isolados
(saúde, iluminação, residencial, bombeamento de água) e outro, composto
por aplicações profissionais remotas (telecomunicações, sinalização, proteção
catódica, entre outras). Ambas financiadas por entidades internacionais.
China/Índia – Possuem mercados menos expressivos, ambos abastecidos
praticamente em sua totalidade por produtores nacionais. A Índia exporta uma
pequena parcela, utilizada, principalmente, em produtos de consumo.
America do Sul e Caribe – contabilizados na fatia resto do mundo, também
possuem participação pouco expressiva do mercado mundial.
Brasil – Pouco expressivo.
A potência instalada nos dez países que apresentam maior utilização no
mundo (dados de 1999) e maior capacidade instalada de módulos fotovoltaicos com
exceção do Brasil, apenas citado para comparação, é mostrado na Tabela 3.
50
Tabela 3 – Capacidade instalada de módulos Fotovoltaicos País Potência instalada (Mwp)
Japão 205,3
EUA 117,3
Alemanha 89,3
Austrália 25,3
Itália 18,5
Suíça 13,4
México 12,9
Holanda 9,2
França 9,1
Espanha 9,1
Brasil 1,5
Fonte: PV-News, 2009.
Distribuição da utilização por aplicação:
Conectado à rede – 36%
Autônomo Eletr. Rural – 27%
Aplicação Técnica – 28%
Equipamentos – 9%
2.2.9 Aplicações fotovoltaicas
As aplicações de um sistema fotovoltaico podem ser divididas em sistemas
autônomos isolados, híbridos e sistemas conectados à rede elétrica.
Sistemas autônomos isolados – Consiste no sistema puramente fotovoltaico,
não conectado à rede elétrica de distribuição. Dentre os sistemas isolados,
existem muitas configurações possíveis.
Sistemas autônomos híbridos – São sistemas em que a configuração não se
restringe apenas à geração fotovoltaica. Em outras palavras, são sistemas em
que, estando isolados da rede elétrica, existe mais de uma forma de geração
de energia, como, por exemplo, gerador diesel, turbinas eólicas e módulos
fotovoltaicos. Estes sistemas são mais complexos e necessitam de algum tipo
de controle capaz de integrar os vários geradores, de forma a otimizar a
operação para o usuário.
Sistemas conectados à rede elétrica – São basicamente de um único tipo e
51
são aqueles em que o arranjo fotovoltaico representa uma fonte
complementar ao sistema elétrico de grande porte ao qual está conectado.
São sistemas que não utilizam armazenamento de energia, pois toda a
potência gerada é entregue à rede instantaneamente. As potências instaladas vão
desde poucos Kwp em instalações residenciais, até alguns Mwp em grandes
sistemas operados por empresas. Estes sistemas se diferenciam quanto à forma de
conexão à rede. (REIS, et al., 2005, p. 237)
Outras aplicações de células fotovoltaicas são:
Produtos de consumo – Esta aplicação abarca sistemas com baixa potência
instalada, em geral menor que 10wp. Podem-se destacar como principais as
calculadoras, relógios, lanternas e rádios portáteis.
Aplicações profissionais – Responsáveis por uma significativa parcela do
mercado de células fotovoltaicas. Podem-se destacar como principais os
sistemas de telecomunicações (rádios, telefones remotos, estações
repetidoras), sinalização marítima, cercas eletrificadas, entre outras. Embora o
custo de um sistema fotovoltaico ainda esteja elevado, ele vem decrescendo
ao longo dos últimos anos.
A conversão direta da luz solar em energia é conseguida por meio de baterias
solares, constituídas de células solares, por um processo que é usualmente
chamado efeito fotovoltaico. Deve-se sublinhar que este processo de conversão não
depende do calor: pelo contrário, o rendimento da célula solar cai quando sua
temperatura sobe. As células solares não só são apropriadas para regiões
ensolaradas, mas também parecem promissoras para áreas em que outros tipos de
sistemas de energia solar parecem sem perspectivas, notadamente naquelas partes
da região equatorial e zonas temperadas, que sofrem de baixa insolação. Sob céu
nublado, dispositivos de concentração, assim como os que são utilizados para a
conversão termodinâmica da energia solar não podem funcionar, e o rendimento dos
coletores de calor de chapa plana cai para valores baixos. As células solares
continuam a operar com o mesmo rendimento sob céu nublado, como sob a luz
direta do Sol. (REIS, et al., 2005, p. 239).
52
Um efeito de conversão fotovoltaico pode ser obtido em todos os
semicondutores. Os isolantes são inadequados por causa de sua baixa
condutividade; quanto aos metais, são insensíveis á luz por causa de sua elevada
concentração de elétrons no escuro. Os semicondutores mais apropriados à
conversão da luz solar são os mais sensíveis. Mesmo com os preços praticados
atualmente, a tecnologia fotovoltaica já se mostra competitiva em algumas
aplicações específicas, como a iluminação de residências de baixo consumo em
localidades remotas, bombeamento d‟água em locais isolados, torres de repetição
de sinais, entre outros. (REIS, et al, 2005, p. 238)
53
3 – CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
3.1 Localização do Município de Cuiabá-MT
O estudo sobre o potencial de radiação solar no período de 2008 teve como
referência o Município de Cuiabá no Estado de Mato Grosso que possui uma área
de 3.538,167 Km² e localiza-se na região Centro-Oeste do Brasil como mostra a
Figura 08. Situa-se no centro geodésico da América do Sul, nas coordenadas
geográficas: latitude Sul 15°35‟56” e 56°06‟01” longitude Oeste, numa altitude
média de 165 metros. (SEPLAN, 1990)
O exemplo da utilização de painéis solares instalados ocorreu na
comunidade rural “Pico do Amor”1 no Distrito de Nossa Senhora da Guia pertencente
ao Município de Cuiabá. A altitude da área onde está situada a comunidade é de
614 metros. A distância em linha reta do Bairro Bandeirantes em Cuiabá, local de
instalação da Estação Climatológica Fixa utilizada para as medidas de radiação
solar corresponde a 50 km.
O clima da área estudada corresponde a classificação de Strahler, (apud
MAITELLI, 2005) que leva em consideração as massas de ar dominantes e as
chuvas, identificado como Clima Tropical Semi-úmido – semi (abril/setembro) e
chuvoso (outubro/março) com duas estações definidas pela distribuição das chuvas:
estação chuvosa (primavera-verão) e estação seca (outono-inverno), dominado pela
Massa Tropical Continental.
O total médio de precipitação anual em Cuiabá-MT é de 1.500 mm e a
temperatura média mensal varia entre 21,9°C e 26,5°C (MAITELLI e VILANOVA,
2009). As Figuras 09 e 10 mostram variações de normais climatológicas observadas
em Cuiabá-MT no período de 1961-1990.
1 O nome da comunidade foi escolhido pelos moradores locais há cinco anos, pois, o primeiro era:
“Morro do Pico”.
54
55
Figura 09 – Normais Climatológicas de Precipitação (mm) e Umidade Relativa do ar (%) em Cuiabá-MT no período de 1961-1990. Fonte: Instituto Nacional de Meteorologia – INMET (2011).
Figura 10 – Normais Climatológicas de Temperatura Mínima e Máxima (Cº) do ar em Cuiabá/MT, no período de 1961-1990. Fonte: Instituto Nacional de Meteorologia – INMET, 2011.
O comportamento das chuvas no Estado de Mato Grosso deriva, em especial,
da circulação atmosférica e das ações das massas de ar. Resultam dos movimentos
56
convectivos associados à convergência dos ventos alíseos de Sudeste e de
Nordeste (Equatorial Continental) e pela atuação das massas de ar Tropical
Continental e da Polar Atlântica, que são responsáveis pela ocorrência de chuvas
frontais com totais mais amenos associados ao fenômeno da friagem. (COELHO,
1992)
Segundo Coelho (1992), atuam no Estado de Mato Grosso as seguintes
massas de ar:
Equatorial Continental (Ec) – esta massa tem como centro de origem a
Amazônia Ocidental, área de calmarias e ventos fracos. É quente, muito
úmida e instável, provocando nesta região, durante o outono/verão,
instabilidades quase diárias com chuvas abundantes. No verão, atraída pelas
baixas pressões do interior do país, a massa equatorial continental avança na
direção geral NO-SE, atingindo praticamente todas as demais regiões do país
(Centro-Oeste, Sul, Sudeste e parte do Nordeste), provocando chuvas de
verão. Essa grande expansão da Ec deve-se principalmente ao
enfraquecimento e recuo da massa Polar durante o verão.
Tropical Continental (Tc): Trata-se de uma massa de ar quente e seca com
centro de origem na Depressão do Chaco e cuja área de influência no Brasil
abrange na estação seca a Região Centro-Oeste e o interior (oeste) da região
sudeste e da região sul, trazendo os períodos secos e quentes que costumam
ocorrer nessas regiões.
Polar Atlântica (Pa) – origina-se no Atlântico Sul, a mais de 40º de latitude,
porém não muito distante do continente. É formada pelo ar polar que se
deslocou do continente antártico e aí se acumulou. Quando a massa de ar
alcança a América do Sul, a cordilheira dos Andes provoca uma bifurcação,
formando assim as massas polares Atlântica e Pacífica, ambas frias e
úmidas.
Polar Pacífica (Pp) – Esta massa de ar avança pelo continente, forma frente
fria e principalmente nos meses de inverno atravessa a região do Chaco,
passa pelo território mato-grossense, atinge o sul da Amazônia e provoca
queda brusca da temperatura do ar originando o fenômeno conhecido, na
região, como friagem.
57
3.1.1 Localização da Comunidade rural Pico do Amor.
A comunidade de estudo situa-se no Distrito de Nossa Senhora da Guia
localizado na latitude 15º21'14'' Sul e longitude 56º13'50'' Oeste e possui uma área
de 1.203,6 Km². Está distante de Cuiabá 25 km. O clima predominante é o Tropical
semi-úmido. Atualmente o Distrito é composto por 14 comunidades rurais: “Pico do
Amor”, Caiera, Aguaçu, Machado, Carioca, Boeno, Terra Vermelha, Bocaiuval,
Varginha, Três Pedras, Machadinho, Forquilha, Santa Luzia e da Guia. (NEGRÃO,
2006, p. 55).
Conforme Alencastro (1993, p. 49), o Distrito de Nossa Senhora da Guia só
conheceu a luz elétrica a partir de 1953, quando Dom Antonio Campelo de Aragão
(antigo pároco local), levou pela primeira vez, luz de motor, iluminando a igreja, o
pátio e algumas casas apenas. Assim afirma:
Tradicionalmente, a iluminação da Vila sempre foi feita com a utilização do “candieiro” e de velas de sebo, além da conhecida lamparina de querosene; em casas mais afortunadas utilizava-se às vezes, lampiões a querosene. O candieiro era confeccionado de barro de olaria, com forma de uma pequena panela, servido de um pequeno pavio feito de algodão trançado, onde se acendia o fogo que era alimentado pelo azeite de mamona. Todo esse material era produzido na própria localidade. A lamparina era composta de um pequeno vidro ou lata, que servia de depósito de uma pequena quantidade de querosene, sobre a lata o vidro com uma pequena tampa, provido de um tubinho ali se enfiava o pavio de algodão, onde se acendia a tocha alimentada pelo querosene.
Ainda hoje na maioria das comunidades rurais “isoladas”‟, o uso mais comum
de iluminação nas moradias é a lamparina.
Para chegar à área de estudo, conforme mostra a Figura 11, segue-se pela
rodovia Emanuel Pinheiro que liga Cuiabá a Chapada dos Guimarães (MT-251), até
o acesso a MT-351 em direção à Usina Hidrelétrica de Manso, segue-se até o km
40 e vira à esquerda em uma estrada vicinal. O acesso de veículos só foi possível
com a abertura desta estrada em 2003 através da MT-351.
58
Figura 11 – Localização da Comunidade rural Pico do Amor pertencente ao Município de Cuiabá-MT. Fonte: Leandro B. Pacheco, 2011.
Há outra forma de chegar ao local. A preferida pelos moradores. Partindo do
Distrito de Nossa Senhora da Guia por uma estrada vicinal. Apesar de haver uma
linha de ônibus que leva próximo a localidade, não é aconselhável para quem vai
sem um guia ou algum morador, pois é o caminho escolhido mais íngreme de
chegada ao lugarejo. Este caminho sempre foi o mais utilizado pelos moradores até
os dias atuais, pois é o mais curto até o Distrito de Nossa Senhora da Guia, local de
compra de produtos de primeira necessidade e venda de outros produzidos na
Comunidade.
59
4 – PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
Visando o desenvolvimento da pesquisa os procedimentos metodológicos
contemplaram duas etapas:
a) Análise estatística de dados de radiação solar e pluviometria;
b) Estudo da utilização dessa energia alternativa em uma área rural do município de
Cuiabá/MT.
Inicialmente procedeu-se a análise de dados de radiação solar e de
precipitação disponibilizados nos registros de uma estação climatológica automática
instalada na área central da cidade de Cuiabá, registrados no ano de 2008,
referentes às entradas de radiação solar na baixa Troposfera2 e valores de
pluviosidade relacionados à nebulosidade. As análises desses dados foram
realizadas utilizando técnicas de estatística descritiva ou dedutiva, calculando totais
de radiação solar e de pluviometria bem como valores médios horários e mensais.
Dessa forma, o método estatístico consistiu na descrição de dados discretos
ou contínuos registrados e disponibilizados durante o ano de 2008. Assumiu-se que
tal duração pode ser uma amostragem de tempo razoável uma vez que a entrada
de radiação solar no topo da atmosfera do planeta é pouco variável em locais
situados em latitudes próxima ao equador terrestre como é o caso da área de estudo
neste trabalho.
As informações referentes à radiação solar observadas foram distribuídas e
analisadas conforme mostra a Figura 12.
2 É a primeira camada em contato com a superfície da Terra. Sua altura atinge: 07 a 09 km nos pólos, 13 a 15 km nas latitudes temperadas, 17 a 19 km no equador. Ocorre na Troposfera a totalidade dos fenômenos meteorológicos, devido a alta porcentagem de vapor d‟água, presença dos núcleos de condensação (núcleos higroscópicos), aquecimento e resfriamento por radiação. (PORTAL SÃO FRANCISCO, 2011)
60
Figura 12 – Diagrama do estudo de rad. solar no ano 2008 em Cuiabá-MT.
Fonte: Santos, elaboração própria, 2011. Na segunda etapa da pesquisa buscaram-se informações sobre a utilização
de energia solar como alternativa para a produção de energia elétrica em atividades
desenvolvidas na comunidade rural Pico do Amor em Cuiabá-MT, utilizando
instrumentos de pesquisa conforme está evidenciado na Figura 13.
Figura 13 – Instrumentos de pesquisa utilizados na área de estudo. Fonte: Santos, elaboração própria, 2011.
61
As entrevistas objetivaram identificar as características predominantes na
comunidade de estudo, procurou-se como resultado apresentar os aspectos
socioeconômicos e possíveis mudanças com o uso da energia elétrica convencional
e solar. O período de observações na comunidade estendeu-se de 2009 a 2010.
Durante a pesquisa foi acompanhado a continuidade das atividades e ações dos
agentes responsáveis pelo projeto de energia alternativa na comunidade, bem como
o nível de assistência técnica e apoio logístico das instituições envolvidas.
Para caracterizar e registrar as mudanças na comunidade houve viagens a
campo. Foi utilizado máquina fotográfica digital SONY Cyber-shot DSC-S750 7.2MP,
GPS Garmin, mapas e outros.
62
5 – RESULTADOS E DISCUSSÃO
Nas regiões tropicais a entrada de radiação solar é intensa o ano todo.
Entretanto essa energia é minimizada pela nebulosidade associada às chuvas nos
meses de primavera-verão pela entrada da frente fria durante o período de outono-
inverno. Neste último a baixa atmosfera fica muitas vezes, repleta de materiais
particulados em suspensão e fumaça ocasionada pelas queimadas, o que maximiza
a entrada da radiação de ondas longas. Minimizando a de radiação direta.
A presente análise amostral sobre a entrada de radiação solar direta pretende
demonstrar as variações e evidenciar as potencialidades de uso dessa energia que
é considerada energia limpa, ou seja, não poluente.
5.1 Radiação solar na estação chuvosa: (outubro a março)
Na estação chuvosa do ano de 2008, conforme mostrado na Figura 14 o
maior total de radiação solar mensal ocorreu em novembro. Em dezembro ocorreu
totais minimizados em decorrência de nebulosidade.
Entretanto, neste período a radiação solar em Cuiabá-MT manteve-se com
totais elevados devido a maior transparência da atmosfera ocasionada pela
deposição no solo de materiais particulados no ar em decorrência das chuvas que
ocorrem logo que termina a estação seca. Os meses de outubro, novembro,
dezembro, janeiro3, fevereiro e março fazem parte desta estação. O total de radiação
solar registrada na estação chuvosa foi 924 704 W/m².
Chuvas constantes e prolongadas influenciam negativamente nos totais de
radiação solar recebidos pela baixa Troposfera ocasionada pela intensa
nebulosidade que dificulta a entrada dessa energia. Os totais de nebulosidade
mantiveram-se com registros estáveis em todo o período.
3 Radiação e chuvas no mês de janeiro definidas pela média dos meses de dezembro, fevereiro e
março devido a erros no registro.
63
Figura 14 – Totais de precipitação, nebulosidade4 e radiação solar na estação chuvosa em 2008 no Município de Cuiabá-MT. Fonte: Santos, elaboração própria, 2011.
A precipitação mensal a partir do mês de outubro de 2008 aumentou
progressivamente e, em dezembro, a precipitação mensal foi a maior da estação. No
mês de outubro ocorreu o menor índice pluviométrico do período. Essas condições
são típicas de climas tropicais. Total de chuvas em toda a estação: 629 mm.
4 Dados de nebulosidade organizados a partir de informações do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Médias do período (1991-2005).
64
5.1.1 Variações de radiação solar horárias, diárias e mensais ocorridas em 2008. Objetivando avaliar as variações diárias e mensais de radiação solar
recebida na baixa Troposfera em 2008 foram selecionados, como exemplos, para
cada estação (chuvosa e seca) um dia de maiores totais de energia e outro dia com
os menores registros totais de radiação solar recebidos pela superfície no mês.
a) Estação chuvosa
Para avaliar as variações de radiação solar recebida pela superfície no mês
de outubro foram selecionados os dias 18 e 23.
No dia 18 de outubro de 2008 os primeiros registros ocorreram às 6:00h. Os
totais de entrada de radiação solar obedeceram à curva normal até as 12:00h
conforme está evidenciado na Figura 15. É provável que os totais observados
estivessem relacionados com a alta nebulosidade que perdurou até o final da tarde.
Esse dia foi classificado como o de menor radiação solar no mês de outubro com
temperatura média do ar de 26.3°C.
No dia 23 de outubro de 2008 a radiação solar inicial ocorreu às 5:00h. Nesse
dia não choveu e a temperatura média do ar foi 30,9ºC. A curva da radiação solar
foi normal, com totais mais elevados até as 15:00h e declinando até as 18:00h. Os
registros dos totais mostraram esse dia como o de maior radiação solar do mês.
O mês de outubro de 2008 foi classificado como de radiação solar em
conformidade com os padrões normais para regiões tropicais. Em todo o mês de
outubro choveu em torno de 40 mm. A radiação solar alcançou no mês valores
próximos a 160 000 W/m². A Figura 15 mostra exemplos de variações de entrada de
radiação solar no período.
65
Figura 15 – Variações horárias e diárias de radiação solar registradas no mês de outubro de 2008 em Cuiabá-MT. Fonte: Santos, elaboração própria,
66
Para avaliar as variações de radiação solar recebida pela superfície no mês
de novembro foram selecionados os dias 15 e 18.
No dia 15 de novembro a radiação solar diária foi a maior para o mês com
registros a partir das 6:00h elevando-se até às 12:00h em seu pico de maior
intensidade. Por volta de 13:00h ocorreram 2,8mm de precipitação ocasionando
queda da radiação solar nesse horário que voltou a elevar-se a partir das 14:00h,
decrescendo até às 19:00h. A temperatura média do ar para este dia: 27,0°C.
Observou-se que no dia 18 os registros de radiação solar tiveram início às
7:00 horas, sendo às 13:00h o de maior total finalizando às 19:00h. Essas
variações foram influenciadas pela nebulosidade que intercalava períodos com céu
aberto e com presença de nuvens. A temperatura média do ar permaneceu em
28,0°C.
O mês de novembro de acordo com as medidas de radiação solar foi
classificado como de totais mais elevados em 2008. A radiação solar mensal atingiu
170 000 W/m². A precipitação acumulada para o mês foi o equivalente a 150 mm. A
Figura 16 mostra variações de entrada de radiação solar no período.
67
Figura 16 – Variações horárias e diárias de radiação solar registradas durante o mês de novembro de 2008 em Cuiabá-MT. Fonte: Santos, elaboração própria, 2011.
68
Para avaliar as variações de radiação solar no mês de dezembro foram
selecionados os dias 4 e 25.
No dia 04 de dezembro de 2008 observou-se a maior entrada de radiação solar
para este mês, configurando-se uma curva normal: os registros tiveram início às
6:00h. Foi um dia de curva normal para a entrada de radiação solar: iniciou-se às
06:00h aumentando gradativamente até o maior pico no horário de 12:00h e
diminuindo na mesma proporção até o menor valor às 19:00h. O índice de
precipitação pluviométrica no dia 04 de dezembro de 2008 manteve-se em zero. A
temperatura média do ar oscilou em 25°C.
No dia 25 ocorreu a menor entrada de radiação solar no mês, os registros de
energia solar tiveram início a partir das 7:00h, elevando-se progressivamente até as
12:00 horas onde ocorreu o maior total com uma queda significativa de radiação
solar à partir das 13:00h devido a precipitação de 10.80mm nesse horário. Durante a
tarde houve nebulosidade constante e choveu até as 18:00h o equivalente a
1.60mm. Por volta de 19:00h foi registrado o último total. A temperatura média do ar
manteve-se em 25°C.
O mês de dezembro de 2008 manteve totais de radiação solar próximos de 150
000 W/m². A pluviosidade manteve-se em 250 mm. Foi considerado o mês mais
chuvoso do ano. A Figura 17 mostra variações de entrada de radiação solar no
período.
69
Figura 17 – Variações horárias e diárias de radiação solar registradas no mês de dezembro de 2008 em Cuiabá-MT. Fonte: Santos, elaboração própria, 2011.
70
Para avaliar as variações de radiação solar disponível no mês de fevereiro de
2008 foram selecionados os dias 14 e 24.
O dia 14 de fevereiro foi observado como o de radiação solar mais elevada
do mês. Iniciou-se a partir das 07:00h e elevou-se até às 10:00h, horário que
ocorreu uma queda dos totais, provavelmente em decorrência de nebulosidade, pois
não foi registrado precipitação pluviométrica. Voltou a subir e atingiu às 14:00h o
maior pico. Declinou de forma acentuada até às 20:00h. Neste dia choveu 0.40 mm.
A temperatura média do ar manteve-se em 27.5°C.
No dia 24 os totais referentes à radiação solar tiveram início às 08:00h.
Elevou-se até atingir o maior valor em torno das 14:00 horas, declinando
gradativamente até às 19:00h. A temperatura média do ar manteve-se em 25°C.
Foram registrados 21.6 mm de chuvas. Foi considerado o dia com o menor total de
radiação solar do mês.
Durante todo o mês de fevereiro de 2008 a radiação solar calculada teve os
seguintes totais: próximo de 160 000 W/m² e o total de precipitação acumulada
atingiu: em torno de 75 mm. A Figura 18 mostra variações de entrada de radiação
solar no período.
71
Figura 18 – Variações horárias e diárias de radiação solar registradas no mês de fevereiro de 2008 em Cuiabá-MT. Fonte: Santos, elaboração própria, 2011.
72
As informações referentes à radiação solar em março de 2008 foram
analisadas conforme os dias selecionados: 14 e 27.
A menor radiação solar diária foi no dia 14 e teve seu primeiro valor iniciado
às 08:00h. Entre 05:00h e 07:00h choveu 0.60mm, a partir das 09:00h a radiação
solar aumentou até alcançar ao meio dia seu maior total. Entretanto, das 12:00h até
às 15:00h ocorreu precipitação pluviométrica equivalente à 14.60mm, ocasionando
uma minimização da radiação solar que voltou a elevar-se às 16:00h, declinando até
às 19:00h. Os totais diminuíram naturalmente ao término da tarde. A temperatura
média do ar foi 23,0°C. A precipitação para o dia 14 ficou em 23.40mm.
No dia 27 de março teve a maior radiação solar acumulada no mês, como
todo dia sem nebulosidade. Iniciou-se com o menor valor às 08:00h e de forma
crescente até o maior total ocorrido às 12:00h. Manteve a curva normal até o fim do
dia delimitado pela última radiação solar registrada às 19:00h, momento em que já
começava a escurecer. Nesse dia não choveu e a temperatura média do ar foi
28,0°C.
No decorrer do mês de março de 2008, os totais acumulados se mantiveram
em torno de 155 000 W/m² e a precipitação acumulada mensal alcançou 145 mm.
Março marca o fim da estação chuvosa em Cuiabá-MT. A Figura 19 mostra
variações de entrada de radiação solar no período.
73
Figura 19 – Variações diárias e horárias de radiação solar registradas no mês de março de 2008 em Cuiabá-MT. Fonte: Santos, elaboração própria, 2011.
74
b) Estação seca
Em abril é caracterizado o início da estação seca no Estado de Mato Grosso.
A estação seca (outono-inverno) de abril a setembro apresentou em 2008
registros de radiação solar menor em relação a estação chuvosa (primavera-verão),
outubro a março. Alguns fatores influenciam para tais resultados: pluviosidade,
nebulosidade e principalmente a fumaça proveniente da prática de queimadas, fato
comum neste período do ano. Em Mato Grosso, no Município de Cuiabá, os meses
da estação seca em tese deveriam apresentar maior radiação solar porque o volume
de chuvas é minimizado. Entretanto, devido à nebulosidade decorrente da entrada
de massa de ar frio e ao aumento das queimadas que causa a diminuição da
transparência da atmosfera, o volume de radiação solar é minimizado. Houve queda
nos totais de radiação solar na estação seca, principalmente pelo registro abaixo da
média em maio, junho e julho. Isto ocorre geralmente devido ao aumento da
nebulosidade causado pelo fenômeno da “friagem”.
Justifica-se pela afirmação de Maitelli (2005):
As condições térmicas regionais são modificadas de forma significativa, quando recebe a influência das frentes frias. Nessas situações meteorológicas, a temperatura diminui bruscamente com duração de alguns dias, caracterizando o fenômeno conhecido como “friagem”.
Nos demais meses como agosto e setembro a radiação solar também não
atinge totais mais elevados, provavelmente em consequência da influência de
queimadas que lançam na atmosfera grande quantidade de materiais particulados.
Assim afirma Almeida Filho (2006):
A cidade de Cuiabá, no período seco, fica provavelmente sob influência de poluentes regionais que provém de queimadas que ocorrem com freqüência no Estado, principalmente para a substituição da vegetação nativa por pastagens e plantações de culturas. E no período chuvoso, em conseqüência da alta pluviometria, esses constituintes químicos são removidos da atmosfera, ficando a cidade apenas sob influência de fontes de emissão local.
A este respeito afirma Maitelli (1994):
75
Além da queima de biomassa ser um sério problema nesta região no período seco, outro fator que contribui para o acúmulo de partículas no ar é a localização da área urbana de Cuiabá, que está numa topografia horizontalizada cercada de extensos chapadões, com uma fraca ventilação (inferior a 2 m/s). Isso resulta em lenta dispersão das partículas no ar pelo vento, aumentando a concentração das mesmas sobre a cidade, principalmente no período seco e início do período chuvoso.
Nesta estação, embora a pluviosidade seja baixa, ocorre, muitas vezes,
intensa nebulosidade ocasionada pela invasão de ar polar que origina forte
condensação do vapor de água na atmosfera. Além disso, materiais particulados no
ar como poeira e fumaça das queimadas, comprometem a entrada de radiação
solar na baixa Troposfera. Assim, o total de energia solar que atingiu a superfície na
estação seca foi considerado inferior aos totais observados durante a estação
chuvosa.
Convém destacar que nas observações registradas durante a pesquisa o mês
de abril correspondeu à transição da estação chuvosa para a estação seca e assim
ocorreram registros de pluviosidade; os meses de junho e julho foram os mais
secos da estação e nos meses de agosto e setembro, em geral, a Atmosfera da
região possui maior quantidade de materiais particulados em suspensão. Na estação
seca (outono-inverno), os totais de chuva não ultrapassaram 224 mm. Na Figura 20
podem ser visualizadas variações de entrada de radiação solar, precipitação e
nebulosidade na região neste período.
76
Figura 20 – Precipitação, nebulosidade5 e radiação solar no Mun. de Cuiabá-MT na Estação Seca (outono-inverno) em 2008. Fonte: Santos, elaboração própria, 2011.
No final da estação seca ocorre o acúmulo de materiais particulados em
suspensão proveniente de queimadas rurais e urbanas na Atmosfera, principalmente
no mês de setembro. Comparando estas condições com o período chuvoso,
observam-se as diferenças na Atmosfera em decorrência da deposição dos
materiais particulados suspensos e remoção de gases diversos pela precipitação.
Os exemplos contidos na Figura 21 mostram uma comparação da transparência
na Atmosfera no final da estação seca e durante a estação chuvosa.
5 Dados de nebulosidade organizados a partir de informações do Instituto Nacional de Meteorologia
(INMET). Médias do período (1991-2005).
77
(a)
(c)
(b)
(d)
Figura 21 – Município de Cuiabá-MT: Estação seca (a) 15 de setembro de 2009 e (b) 10 de setembro de 2010. Estação chuvosa: (c) 20 de dezembro de 2009 e (d) 15 de dezembro de 2010. Fonte: Dias, 2009-2010, setembro e dezembro, respectivamente6. Org.: Santos, 2011.
6 (a) e (c) – Imagem a partir do Aeroporto Internacional de Cuiabá-MT, localizado em Várzea Grande-
MT. (b) e (d) – Vista parcial da área central do Município de Cuiabá-MT.
78
Para avaliar as variações de entrada de radiação solar no mês de abril de
2008 foram selecionados os dias 6 e 30 do mesmo mês.
Em 06 de abril foi registrado a maior radiação solar acumulada diária, com
seu potencial máximo. Os registros tiveram início às 06:00h, atingindo o maior total
às 12:00h e decrescendo paulatinamente até registrar o menor total às18:00h.
Temperatura média do ar aferida 26,6°C.
Analisando essas condições energéticas no dia 30 observou-se que ocorreu a
menor radiação solar acumulada. O registro de entrada de radiação solar teve início
ás 7:00h com acréscimos normais até às 12:00h. No período da tarde,
provavelmente devido a ocorrência de chuvas fracas de origem frontal, os totais de
energia foram reduzidos. Precipitação pluviométrica (0.80 mm). A temperatura média
do ar indicou 20,8°C.
No mês de abril de 2008 a radiação solar acumulada apresentou totais de 130
000 W/m² e a precipitação pluviométrica total acumulada mensal manteve-se em
torno de 145 mm, o que caracteriza a transição da estação chuvosa para a estação
seca em Mato Grosso. A Figura 22 mostra variações de entrada de radiação solar
no período e os totais acumulados.
79
Figura 22 – Variações diárias e horárias de radiação solar em abril de 2008 no Município de Cuiabá-MT Fonte: Santos, elaboração própria, 2011.
80
Para avaliar as variações de radiação solar no mês de maio de 2008 foram
selecionados os dias 4 e 30.
A maior entrada de radiação solar diária registrada para o mês de maio
ocorreu no dia 04 e apresentou curva normal. Os registros tiveram início às 06:00h
elevando-se gradativamente até o maior total entre 11:00h e 12:00h, minimizando-
se paulatinamente até 18:00h. Não ocorreu precipitação pluviométrica diária. A
temperatura média do ar manteve-se em 18,7°C.
O menor total de radiação solar diária acumulada no mês de maio foi dia 30.
Observou-se que o primeiro registro de entrada de radiação solar começou por volta
de 07:00h e elevou-se os totais até às 10:00h. A partir das 11:00h ocorreram
decréscimos, provavelmente pela nebulosidade associada à entrada de massa de
ar frio com queda de temperatura em comparação com todo o mês de abril.
Temperatura média do ar e precipitação pluviométrica: 15,6°C e 0 mm,
respectivamente.
No mês de maio foi acumulado um total de radiação solar equivalente a 125
000 W/m² e a precipitação mensal acumulada foi pouco mais de 50 mm. A Figura 23
mostra os totais acumulados e as variações de entrada de radiação solar no
período.
81
Figura 23 – Variações horárias e diárias de radiação solar correspondente ao mês maio de 2008 em Cuiabá-MT. Fonte: Santos, elaboração própria, 2011.
82
Para avaliar as variações de radiação solar no mês de junho de 2008 foram
selecionados os dias 5 e 21.
No dia 5 ocorreu o maior total de radiação solar acumulada diária do mês. No
horário das 07:00h foi registrado a primeira entrada de radiação solar. Aumentou
progressivamente até o meio dia e decresceu lentamente até às 18:00 horas. Não
choveu durante todo o dia. A nebulosidade não foi uma característica deste dia e
nenhuma massa de ar frio entrou ou permaneceu estacionada na área de estudo,
portanto a radiação solar direta incidiu dentro dos parâmetros normais para regiões
tropicais. A temperatura média do ar atingiu 24,4°C.
O dia 21 foi o de menor radiação solar acumulada. As 07:00h teve início o
primeiro registro de entrada de radiação solar diária. Até as 10:00h a variação de
radiação solar manteve-se abaixo dos totais anteriores observados no mês, não
chegando a ultrapassar 60 W/m² a cada hora. Ocorreu nebulosidade constante em
decorrência de entrada de massa de ar frio. A partir das 11:00h os totais de energia
elevaram-se atingindo maiores valores às 13:00 horas. Oscilou em queda até o
último registro diário às 17:00 horas. A temperatura média do ar para este dia foi
22,0°C e não choveu.
Junho foi caracterizado como o mês de menor radiação solar registrada no
ano de 2008 e ocorreram oscilações freqüentes nos dados totais diários,
provavelmente pela entrada mais constante de massa de ar frio. Foi acumulado
totais de radiação solar equivalente a um valor pouco acima de 110 000 W/m².
Precipitação pluviométrica igual a 0mm. A Figura 24 mostra os totais acumulados e
as variações de entrada de radiação solar no período.
83
Figura 24 – Variações diárias e horárias de radiação solar incidentes em junho de 2008 no Município de Cuiabá-MT. Fonte: Santos, elaboração própria, 2011.
84
Para avaliar as variações de radiação solar recebida em julho de 2008 foram
selecionados os dias 8 e 27, com registro de menor total diário e maior,
respectivamente.
No dia 08 de julho de 2008, a radiação solar registrada foi a menor em total
diário do mês. Os primeiros registros de radiação solar da manhã tiveram início às
07:00h e os totais continuaram elevando-se até o máximo do dia ocorrido as 12:00
horas decrescendo até o horário das 18:00 horas. Não houve registro de
precipitação pluviométrica e a causa provável para esse dia ter registrado valores
abaixo da média dos demais certamente está relacionado à transparência da
atmosfera nesse período. A temperatura média do ar aferida indicou 30,4°C.
A maior radiação solar diária registrada se deu no dia 27 de julho. Teve início
07:00h e manteve uma média crescente até a hora que comumente caracteriza-se
como de maior radiação solar diária com total ausência de nuvens: 12:00 horas.
Minimizou-se gradativamente até o menor total do dia indicado no horário das 18:00
horas. O total pluviométrico para o dia 27 de julho de 2008 aferido foi de 0 mm e a
temperatura média 29,0°C.
O mês de julho apresentou radiação solar em torno de 140 000 W/m² e, ao
contrário de junho do mesmo ano, a maioria dos dias mantiveram totais constantes e
com pouca variação mensal. O tempo estável favoreceu também as medidas diárias
aproximadas. A Figura 25 mostra os totais acumulados e as variações de entrada de
radiação solar em todos os dias do mês de julho.
85
Figura 25 – Variações horárias e diárias de radiação solar coletadas em julho de 2008 na cidade de Cuiabá-MT Fonte: Santos, elaboração própria, 2011.
86
Para avaliar as variações de radiação solar recebida em agosto de 2008
foram selecionados os dias 3 e 21, com os menores totais diários e maiores,
respectivamente.
No mês de agosto de 2008 o dia 3 apresentou o menor total de radiação solar
acumulada. O primeiro registro de entrada ocorreu às 07:00h. Houve elevação
gradativa até às 10:00 horas, diminuindo por volta de 11:00h e tornando-se maior
ao meio dia. Importante observar que a partir das 13:00h aconteceu uma queda
brusca na entrada de radiação solar que prolongou-se até as 17:00 horas, esse fato
se deu em conseqüência de precipitação pluviométrica registrada de 11.0 mm,
fazendo baixar os totais de radiação solar em toda a tarde devido ao céu encoberto.
O ultimo total de radiação solar horária se deu às 18:00h. A temperatura média do ar
aferida indicou 28,8°C.
No dia 21 de agosto o total de radiação solar diária que atingiu a superfície
foi o mais elevado para o mês e teve seu início a partir das 06:00 horas, às 12:00h
decresceu até às 18:00 horas, originando um dia de curva normal nas variações
registradas. Não houve precipitação pluviométrica. Temperatura média do ar
mantida em 28,3°C.
Em agosto de 2008 a radiação solar acumulada foi de 160 000 W/m². Mesmo
classificado como o mês de maior radiação solar na estação seca, poderia registrar
totais mais elevados. Entretanto, este mês apresenta características
preponderantes para a minimização da radiação solar, pois os totais de entrada
são afetados diretamente pela ocorrência de nebulosidade originada de frentes frias
e pelo efeito das queimadas que lançam na atmosfera materiais particulados que
permanecem em suspensão nos dias que não chove. A Figura 26 mostra os totais
acumulados e as variações de entrada de radiação solar em todo o mês de agosto.
87
Figura 26 – Variações horárias e diárias de radiação solar coletada no mês de agosto de 2008 em Cuiabá-MT. Fonte: Santos, elaboração própria, 2011.
88
Na avaliação das variações de radiação solar recebida em setembro de 2008
foram selecionados os dias 21 e 23. Menores totais diários e maiores,
respectivamente.
Em setembro de 2008 o dia 21 registrou o menor total de radiação solar
acumulada. Entre 07:00h e 13:00h os totais de radiação solar se mantiveram em
elevação, apesar de oscilarem, com queda acentuada até às 18:00 horas. Não
choveu entre 07:00h e 18:00h, no entanto na noite do dia 20 das 19:00h até as
02:00h choveu 17,2 mm. Esse fator fez com que houvesse muita nebulosidade em
todo o dia 21, o que minimizou a entrada de radiação solar. A temperatura média do
ar aferida indicou 17,8°C.
O dia 23 de setembro foi o de maior radiação solar acumulada no mês.
Apresentou curva de radiação solar dentro dos parâmetros normais para toda região
tropical. O primeiro registro ocorreu às 06:00 horas e progressivamente atingiu o
maior total diário ao meio dia. A partir das 13:00 horas, houve queda natural da
radiação solar até às 18:00h, fato peculiar para um dia sem nuvens. Não houve
precipitação pluviométrica. A temperatura média do ar marcou 24,4°C.
No mês de setembro é caracterizado o fim da estação seca em Cuiabá-MT.
Foram registrados totais de entrada de radiação solar equivalente a 145 000 W/m².
Manteve características semelhantes com as de agosto do mesmo ano. A Figura 27
mostra os totais acumulados e as variações de entrada de radiação solar em todo o
mês de setembro.
89
Figura 27 – Variações horárias e diárias de radiação solar coletadas no mês de setembro de 2008 na cidade de Cuiabá-MT. Fonte: Santos, elaboração própria, 2011.
90
5.2 Precipitação e radiação solar anual em Cuiabá-MT
No ano 2008 dezembro despontou como o mês de maior pluviosidade como
mostrado na Figura 28. Junho e julho os de menores totais pluviométricos. De
fevereiro a março elevou-se os totais de chuva mantendo-se até abril o mesmo
registro e decresceu até junho. Em agosto e setembro apesar de poucos mm de
chuva, iniciou-se uma elevação progressiva até o total maior no mês de dezembro.
Total anual: 1053 mm.
No ano de 2008 foi apresentado um total de radiação solar de janeiro a
dezembro equivalente a 1 580 928 W/m². O mês com maior radiação solar foi
novembro com 168 581 W/m² e o mês de junho com o menor total: 110 416 W/m².
Figura 28 – Totais de radiação solar, precipitação e nebulosidade em 2008 em Cuiabá-MT. Fonte: Santos, elaboração própria, 2011.
Os valores de radiação solar apresentados nas figuras nesse estudo são
justificados pela afirmação de Commeta (1978 p. 23-24):
[...] Como valor aproximado, mas largamente suficiente para os cálculos técnicos, considera-se que uma superfície normal à direção dos raios solares, com céu claro e ao meio-dia, seja atingida por uma potência
radiante de até 1000 W/m².
91
Neste estudo, em todos os totais diários de radiação solar registrados, os
valores sempre se mantiveram em horários de maior pico = ou < 1000 W/m².
O objetivo das análises foi demonstrar que na baixa Troposfera, as variações
nos totais de energia solar e de pluviosidade, que atinge a superfície estão
relacionadas à nebulosidade e o predomínio das chuvas convectivas na estação
chuvosa e de chuvas frontais na seca. Isto é ocasionado pelas invasões do ar polar
no período outono-inverno quando ocorre intensa condensação do vapor de água,
sem, contudo ocasionar fortes chuvas. É importante destacar que a transparência da
atmosfera diminui no período mais seco devido à existência de numerosos materiais
particulados em suspensão originados, em grande parte, pela prática das queimadas
que ocorrem nessa área.
De uma maneira geral e diante de análise dos dados apresentados podemos
afirmar que Cuiabá-MT tendo como referência o ano de 2008, disponibiliza uma
incidência de radiação solar bastante farta. Portanto, pode-se concluir ser muito
promissor a utilização da energia solar em diversos segmentos: residencial,
industrial e outros.
92
6 – A COMUNIDADE PICO DO AMOR E A UTILIZAÇÃO DE ENERGIA SOLAR
A energia fotovoltaica está sendo utilizada na comunidade rural Pico do
Amor. Os painéis foram doados e instalados pela Eletronorte. Cada casa possui um
painel fotovoltaico que capta a radiação solar armazenando-a em baterias como
mostra a Figura 29. A caixa d‟água também é abastecida por uma bomba que foi
instalada juntamente com a perfuração de um poço semi-artesiano. As baterias são
monitoradas pelos próprios moradores.
Figura 29 – Energia solar na comunidade de estudo. Fonte: Santos, acervo próprio. Data: 10/04/2009. Local: Comunidade de estudo.
A água chega às casas através de mangueiras subterrâneas. Alguns
moradores possuem refrigeradores, no entanto a quantidade de energia gerada
pelos painéis e armazenada nas baterias não é suficiente para manter
eletrodomésticos mais potentes por vinte e quatro horas ininterruptas.
93
Utilizando apenas os painéis fotovoltaicos é comum no fim da tarde,
principalmente em dias nublados ou chuvosos a queda ou oscilação de energia,
fazendo com que os refrigeradores não funcionem. Entretanto os rádios e os
televisores permanecem ligados por absorverem menor quantidade de energia. Daí
a necessidade do uso constante de energia convencional.
A partir de entrevistas com os moradores ficou constatado que a utilização
somente de energia solar não é suficiente para toda a demanda local, daí a opção
recente de uso da energia convencional que de certa forma satisfaz todas as
necessidades das famílias, apesar das novas despesas com as faturas. A energia
solar foi disponibilizada sem custos adicionais a todos.
A Figura 30 registrou um fato recente (janeiro de 2010) que marcou de forma
negativa parte do projeto que tinha na energia solar uma das principais fontes
alternativas na comunidade. Segundo um morador, um dos painéis que gerava
energia solar para uma das casas teve um curto circuito e iniciou um incêndio que
culminou com perda total da moradia. Houve queima de documentos, dinheiro,
móveis e eletrodomésticos. Foi movida uma ação na justiça para ressarcimento de
danos.
Figura 30 – Moradia queimada na comunidade. Fonte: Santos, acervo próprio. Data: 15/10/2010. Local: Com. de estudo.
94
6.1 Geração de renda com uso de energia solar e convencional na comunidade
Em 2008 os moradores se reuniram e optaram pela escolha da atividade
econômica a ser desenvolvida com a energia elétrica. Decidiram pela produção de
farinha de mandioca e de rapadura da cana-de-açúcar. A produção de farinha de
mandioca já era realizada pela comunidade e, embora tivesse uma produção
reduzida, poderia haver um incremento com a inserção de equipamentos elétricos
para o beneficiamento da mandioca. Alguns residentes afirmaram conhecer o
processo de produção de rapadura e conheciam o valor de mercado destes
produtos em Cuiabá-MT e o interesse se deu ao preço de venda atrativo. Como
parte do processo de viabilidade das atividades na comunidade, as instituições
envolvidas no projeto de energia alternativa solar se prontificaram a doar os
equipamentos para a produção de farinha de mandioca e rapadura.
Na Comunidade destaca-se a agricultura familiar, criação de gado, porcos e
galinhas, conforme mostra a Figura 31. Entre as fileiras do bananal são intercalados
pés de feijão e em volta plantam cana-de-açúcar. No sopé do pico onde a terra é
mais produtiva é plantado arroz de sequeiro e colhido para consumo próprio. Outros
produtos cultivados são: a mandioca e o milho. O excedente da colheita de bananas
é vendido para intermediários que buscam na comunidade por valores que variam
de R$ 30,00 a R$ 40,00 o cento. Eqüinos e bicicletas são os meios de transporte
mais utilizados. Alguns moradores produzem farinha de forma artesanal. É feita em
tachos de metal. O INTERMAT é o responsável pela regularização e distribuição de
títulos aos moradores.
95
Figura 31 – Atividades cotidianas na comunidade rural Pico do Amor. Fonte: Santos, acervo próprio. Data: 10/04/2009. Local: Comunidade de estudo.
6.1.1 Aspectos socioeconômicos da comunidade rural “Pico do amor”
De acordo com dados coletados em entrevistas com 10 produtores que
residem na Comunidade, foi obtido um diagnóstico assim descrito: Todos os dez
produtores são os proprietários das terras e predominantemente do sexo masculino,
sendo que a faixa etária varia de 30 a 60 anos de idade.
É importante caracterizar que a formação dessa comunidade, origina-se nos
laços familiares, ou seja, os primeiros moradores formaram suas famílias com outros
parentes que também já viviam neste local, totalizando uma população de 51
pessoas entre adultos e crianças. A família Arruda forma a comunidade mantendo
descendentes e outra parte constitui-se de agregados. A faixa etária dos
96
entrevistados é assim distribuída: 30% de moradores com idade de 30 a quarenta
anos, 30% de 41 a 50 anos de idade e 40% estão entre 50 e 60 anos de idade. A
Figura 32 mostra a distribuição da população conforme faixa etária e estado civil.
Figura 32 – Faixa etária e estado civil dos moradores da com. rural “P. do Amor” Fonte: Santos, elaboração própria, 2011.
Todos os produtores moram na zona rural. Predomina a pequena
propriedade: 100% dos assentados têm área com extensão que varia de 42 a 130
hectares. A média das propriedades é de 85 ha e o tempo médio de residência é de
28 anos. Uma característica que predomina é a distância entre as casas, chega a
quilômetros em alguns casos. A comunidade não dispõe de telefonia fixa e não há
telefone público. É mais comum o uso do celular, pois o sinal de uma operadora de
telefonia móvel é captado. A vocação da comunidade é rural. Essa característica é
imprescindível para a sobrevivência e manutenção da cultura local.
6.1.2 As novas características e perspectivas da comunidade.
A água antes da chegada da energia era captada em uma mina e
transportada com dificuldades. Atualmente a mina que durante mais de 80 anos foi
utilizada segundo os moradores, está praticamente abandonada, somente alguns
integrantes de uma família que mora próximo, busca água em baldes para uso
doméstico. A nova caixa d‟água suporta a demanda da comunidade e tornou
97
possível a instalação de torneiras. A Figura 33 mostra o exemplo da mina de
captação d‟água na comunidade.
Figura 33 – Mina d‟água utilizada durante muitas décadas no local. Fonte: Santos. Acervo próprio. Data: 05/08/2009. Local: Com. de estudo.
A Prefeitura de Cuiabá já construiu uma escola nova em substituição a velha
que era improvisada. Na escola, além das aulas, são realizadas consultas médicas e
é utilizada como centro comunitário. No centro comunitário são também realizadas
as reuniões da “Associação dos Pequenos Produtores Rurais Família Arruda,
Comunidade Pico do Amor”. APPPICO. Durante a semana são ministradas aulas por
uma professora que se desloca da capital Cuiabá. É dada atenção a alfabetização
de jovens e adultos bem como o ensino das séries iniciais para crianças. As
atividades do EJA local tiveram inicio no ano 2007. Hoje conta com 10 alunos. A
Figura 34 mostra exemplos do espaço físico da escola e centro comunitário.
98
Figura 34 – Escola e Centro comunitário. Fonte: Santos, acervo próprio. Data: 08/07/2010. Local: Com. rural Pico do Amor.
6.1.3 Aquisição de eletrodomésticos
Na comunidade não havia televisão, geladeira, nenhum dos confortos
existentes e que é proporcionado pela energia elétrica. Através da utilização de
energia alternativa solar e convencional os moradores da comunidade rural “Pico do
Amor” em Cuiabá-MT já adquiriram diversos aparelhos eletrônicos: 05 geladeiras, 05
ventiladores, 04 televisores, 03 aparelhos de som, 03 liquidificadores e uma máquina
de lavar roupa. Outros que ainda não possuem eletrodomésticos pretendem
comprar. Na Figura 35 são mostrados exemplos das residências cujos moradores
utilizam eletrodomésticos.
99
Figura 35 – Aquisição de eletrodomésticos. Fonte: Santos. Acervo próprio. Data: 08/07/2010. Local: Com. de estudo.
No início desta pesquisa a comunidade era classificada como “isolada”, hoje
já dispõe de energia elétrica convencional além da solar e está conectada ao SIN. O
programa “Luz para Todos” do Governo Federal proporcionou o acesso. A Figura 36
mostra o exemplo da rede de transmissão de energia convencional na comunidade.
100
Figura 36 – Rede de transmissão de energia elétrica convencional. Fonte: Santos. Acervo próprio. Data: 09/07/2010. Local: Com. de estudo.
A energia elétrica convencional para a comunidade veio suprir toda a
demanda dos moradores, no entanto as tarifas praticadas vêm trazendo dificuldades
para serem pagas. Conforme o caso de uma família que nos primeiros meses
recebeu faturas de R$ 8,00 e uma posterior indicou um valor maior: R$ 122,62.
Embora com tarifas elevadas, a energia convencional possui mais eficiência
(menos oscilações) na sua distribuição em comparação com a produção local de
energia solar que necessita de maiores investimentos.
101
7 – CONSIDERAÇÕES FINAIS
A primeira etapa dos estudos abrangeu uma análise estatística dos dados de
radiação solar, pluviometria e nebulosidade na área pesquisada. Ficou evidenciado
o grande potencial de radiação solar no Município de Cuiabá-MT e demais regiões
do entorno com as mesmas características climáticas. Os resultados são
satisfatórios mesmo com os efeitos de algumas variações. De maneira geral os
principais fatores que influenciam na entrada de radiação solar na baixa Troposfera
são a nebulosidade, a pluviosidade e a diminuição da transparência da Atmosfera
em conseqüência de materiais particulados suspensos originados principalmente
das queimadas urbanas e rurais. As variações nos totais de radiação solar e de
pluviosidade que atingem a superfície relacionam-se também à nebulosidade
ocasionada pelo predomínio das chuvas convectivas na estação chuvosa e de
chuvas frontais nesta mesma condição atmosférica. Isto é ocasionado pelas
invasões do ar polar no período outono-inverno (estação seca) quando ocorre
intensa condensação do vapor de água, sem, contudo ocasionar fortes chuvas.
Durante todo o ano de 2008 de acordo com os registros da estação
climatológica instalada no bairro Bandeirantes em Cuiabá-MT a radiação solar
disponibilizada para toda a área citada correspondeu a 1 732 004 W/m². Na
comparação de totais de radiação solar nas duas estações (chuvosa e seca)
concluiu-se que houve entrada maior na estação chuvosa: 924 704 W/m². Na
estação seca menor total: 807 300 W/m².
Sobre o potencial de radiação solar, conclui-se que o estado de Mato Grosso
especificamente o Município de Cuiabá e regiões próximas com base nos resultados
obtidos e apresentados na pesquisa, possui oferta de energia solar para que sejam
instalados equipamentos e gerar energia elétrica limpa o ano todo, tanto na estação
chuvosa quanto na seca.
Na segunda etapa da pesquisa objetivou-se o estudo da utilização da energia
solar alternativa em uma área rural do município de Cuiabá/MT. Os moradores da
comunidade rural “Pico do Amor” no Distrito de Nossa Senhora da Guia no Município
de Cuiabá-MT, passaram a ter acesso à energia solar e também a utilizar a
102
convencional. Ressalta-se que por mais de três anos (2007-2009), de acordo com os
residentes, a energia solar era a única fonte disponível de energia, apesar de não
suportar a demanda local no período noturno, principalmente. O fornecimento de
energia elétrica proveniente de hidrelétricas ocorreu em decorrência da interligação
a um sistema de transmissão em rede (2010) e sobre o uso de energia solar, ao
desenvolvimento de um projeto experimental. A empresa fornecedora dos painéis
apenas os disponibilizaram a comunidade e deixou de acompanhar com assistência
técnica a continuidade da utilização. As famílias já demonstram desinteresse em
manter o consumo da energia solar. Esse fato aconteceu justamente a partir do
momento que tiveram acesso ao fornecimento de energia elétrica convencional, pois
chega com mais eficiência no local.
De um modo geral ocorreu modificações positivas na comunidade a partir do
momento que o poder público (Prefeitura Municipal de Cuiabá) em parceria com
uma empresa privada (Eletronorte) construiu a escola e trouxe outras benfeitorias.
Para aos moradores, destaca-se, principalmente a iluminação nas casas. A maior
parte da comunidade adquiriu eletrodomésticos. Foi criada uma associação e houve
regularização das propriedades. Alguns moradores foram treinados e orientados
para lidarem com a energia alternativa solar. Economicamente houve algumas
melhorias, pois com a criação da associação dos moradores, os produtos
excedentes puderam ser vendidos por preços mais rentáveis.
As necessidades energéticas continuarão sempre a crescer e, portanto, as
políticas adotadas de utilização de energia limpa e renovável precisam ser
expandidas para o benefício da sociedade e preservação do meio ambiente, pois
resulta numa melhora da qualidade de vida. Neste contexto, a produção de energia
elétrica a partir da conversão solar, denominada de energia solar fotovoltaica,
ganha destaque por ser simples e rápida de instalar, ser modular, não contaminar o
meio ambiente, ter uma fonte inesgotável: o Sol, ser silenciosa e necessitar de
pouquíssima manutenção, apesar dos custos ainda elevados na produção e
conseqüentemente em sua aquisição.
A energia elétrica convencional proveniente de hidrelétricas é bem mais
impactante ao meio ambiente, pois atinge a fauna, a flora, tem custos elevados e
103
desloca sempre moradores dos locais onde a barragem é feita, apesar de
largamente utilizada. No entanto, energia alternativa como a proveniente do Sol,
mesmo não sendo impactante ao meio ambiente, certamente demorará muitas
décadas para que o consumo seja em larga escala e com possível baixo custo.
Mesmo assim há expectativa para queda de valor em seus equipamentos.
Projetos relacionados à energia solar podem trazer benefícios diretos em
locais onde são desenvolvidos. Um dos objetivos principais e que geralmente
justifica os investimentos aplicados, diz respeito ao interesse de pesquisas voltadas
para a produção de energia alternativa sustentável e o conforto proporcionado aos
usuários.
Torna-se necessário acompanhar a efetividade do projeto e a expectativa
fundamenta-se no apoio dos atores envolvidos para que não seja interrompido o
fornecimento de energia elétrica para a comunidade, principalmente a solar.
Doravante, é comum projetos homônimos serem encerrados por falta de
investimentos ou mesmo interesse de seus empreendedores.
O grande ganho com as fontes de energias alternativas é, sem duvidas, a
conservação ambiental e uma melhor qualidade de vida a todos. Esperamos então
uma maior utilização delas, afinal o planeta Terra já não suporta mais tanta
degradação e poluição proveniente de energias poluidoras.
104
Referências Bibliográficas
Bibliografias Citadas:
ACIOLI, José de Lima. Fontes de energia. Brasília. Editora Universidade de Brasília, 1994.
Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL. (2008). Atlas de Energia Elétrica do Brasil. Parte II. Fontes renováveis. Capítulo 4. Disponível em:<www.aneel.gov.br>. Acesso em: 25 ago. 2008.
A energia solar. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/cedoc/dec20034873.pdf. (2008)>. Acesso em: 27 set. 2010.
AYOADE, J.O. Introdução e climatologia para os trópicos. Rio de Janeiro-RJ: Bertrand Brasil S.A, 1991.
ALENCASTRO, Anibal. Freguesia de Nossa Senhora da Guia. Várzea Grande: Fundação Júlio Campos, 1993.
ALMEIDA FILHO, E. O. Avaliação das fontes de emissão de material particulado na atmosfera da cidade de Cuiabá. Dissertação (Mestrado) – Instituto de Física, Universidade Federal do Mato Grosso, 2006.
Atlas Solarimétrico do Brasil. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/energia_solar/3_2.htm>. Acesso em: 03 abr. 2010.
COELHO, M. A. Geografia Geral: O Espaço Natural e Sócio-Econômico. 3. ed. São Paulo: Moderna, 1992.
COMETTA, Emilio. Energia Solar. São Paulo: Hemus, 1978.
Comunidades isoladas. Disponível em:<http://www.mme.gov.br/mme> Acesso em: 12 set. 2009.
DEBEIR, J.C.; DÉLAGE, J.P. e HÉMERY, D. Uma história da energia. Trad. de S.S. Brito. Brasília: Editora da UnB, 1993.
DIAS, Vanessa Rakel de Moraes. Variabilidade espaço-temporal da composição química da precipitação em Cuiabá-MT. Dissertação (Mestrado) – Instituto de Física, Universidade Federal de Mato Grosso, 2011, p. 51. Disponível em:
105
<http://pgfa.ufmt.br/pagina/index2.php?option=com_docman&task=doc_view&gid=165&Itemid=37> . Acesso em: 8 mai. 2011. Espectro de radiação. Disponível em: <http://www.iag.usp.br/siae98/meteorologia/dinamica.htm>. Acesso em: 10 mar. 2010.
GONÇALVES JUNIOR, Dorival. Reformas na indústria elétrica brasileira: a disputa pelas „fontes‟ e o controle dos excedentes. 416p. Tese (Doutorado em Energia) Programa Interunidades de Pós-Graduação em Energia da Universidade de São Paulo, 2007, p. 296. Disponível em: <http://www.iee.usp.br/biblioteca/producao/2007/teses2007.htm>. Acesso em: 15 set. 2010.
HAWKEN, Paul; LOUIS, Amory,: LOVINS, L. Hunter. Capitalismo Ambiental. São Paulo; Cultrix, 1999.
Lei n° 4.873, de 11 de novembro de 2003. “Luz para todos”. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/cedoc/dec20034873.pdf> Acesso em: 08 jan. 2010.
Lei n° 14.459, de 3 de julho de 2007, Diário Oficial São Paulo. Disponível em: <http://www.sp.diariooficialeletronico.org/>. Acesso em: 06 jan. 2010.
Lei n° 8.923, de 11 de julho de 2008, Diário Oficial Mato Grosso. Disponível em: <http://www.al.mt.gov.br/v2008/Raiz%20Estrutura/Leis/admin/ssl/ViewPrincipal2.asp?page=l8923.htm>. Acesso em: 10 jan. 2011.
MAITELLI, Gilda Tomasini. Interações atmosfera-superfície: o clima. In: MORENO, G; TEREZA HIGA, T.C.S; MAITELLI, G.T. (Org.). Geografia de Mato Grosso: Território, Sociedade, Ambiente. Cuiabá: Entrelinhas, 2005. p. 238-249.
MAITELLI, Gilda Tomasini. Uma abordagem tridimensional de clima urbano em Área Tropical Continental: o exemplo de Cuiabá-MT. Tese (Doutorado). Programa de Pós Graduação em Geografia Física, Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas, Universidade de São Paulo, 1994.
MAITELLI, G. T.; VILANOVA, S. R. F. A importância da conservação de áreas verdes remanescentes no centro político administrativo de Cuiabá-MT. UNICiências, v.13, 2009.
MARQUES, R. A poluição atmosférica em Cuiabá-MT: A água de chuva, deposição seca e material particulado inalável. Dissertação (Mestrado) – Instituto de Ciências Humanas e Sociais, Universidade Federal de Mato Grosso, 2006.
106
MME - Ministério das Minas e Energia. Matriz energética mundial e do Brasil. Disponível em: <http://www.mme.gov.br/programs_display.do?prg=8>. Acesso em: 10 mai. 2011.
MME - Ministério das Minas e Energia (2005). Programa “Luz Para Todos”. Disponível em: <http://www.mme.gov.br/programs_display.do?prg=8>. Acesso em: 11 nov. 2008
Movimentos da Terra. Disponível em: <http://fisica.ufpr.br/grimm/aposmeteo/cap2/cap2-1.html>. Acesso em: 10 nov. 2010.
NEGRÃO, João. Igreja Nossa Senhora da Guia será restaurada, 2006. Secretaria de Comunicação Social do Estado de Mato Grosso.- SECOM/MT. Disponível em: <http://www.secom.mt.gov.br/conteudo.php?sid=13&cid=23161&parent=>. Acesso em: 20 ago. 2009.
Normais climatológicas. Disponível em: www.inmet.gov.br/html/prev_tempo.php. Acesso em: 16 mai. 2011.
OMETTO, J.C – Bioclimatologia Vegetal. Editora Agronômica CERES Ltda. 440pp. 1981.
PALZ, Wolfgang. Energia solar e fontes alternativas. Editora Hemus, Curitiba-PR. 2002.
Painel solar. Disponível em: <http:// www.solarbrasil.com.br>. Acesso em 20 jan. 2011.
PINHO, Jefferson Gonçalves de. Uso do solo, ilha de calor e distribuição espacial das chuvas na cidade de Cuiabá-MT. Dissertação (Mestrado) – Instituto de Ciências Humanas e Sociais. Universidade Federal de Mato Grosso, 2008.
Potencial Energético Solar. Disponível em: <http://www.cresesb.cepel.br/>. Acesso em: 25 nov. 2010.
PV-News. Disponível em: < http://www.pvenergy.com/news.html>. Acesso em: 30 jan. 2009.
REIS, Lineu Belico dos; SILVEIRA, Semida. Energia Elétrica para o Desenvolvimento Sustentável. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2000.
REIS, Lineu Bélico dos. Energia, recursos naturais e a prática do desenvolvimento sustentável/Lineu Bélico dos Reis, Eliane A. Amaral Fadigas, Claudio Elias Carvalho. – Barueri, SP. Ed. Manole, 2005.
107
ROSA, Victor Hugo da Silva. Energia elétrica renovável em pequenas comunidades no Brasil: em busca de um modelo sustentável. /Victor Hugo da Silva Rosa. Brasília, 2007. São Paulo, 2007, p. 296. Tese (Doutorado em Desenvolvimento Sustentável. Disponível em: <http://www.iee.usp.br/biblioteca/producao/2007/teses2007.htm>. Acesso em: 15 set. 2010.
SANTOS, Ricardo. A Reestruturação do Setor Elétrico Brasileiro e a Universalização do Acesso ao Serviço de Energia Elétrica. Anais do VIII Congresso Brasileiro de Energia; Vol.2; Rio de Janeiro, Dezembro, 1999.
SEPLAN – Secretaria do Estado de Planejamento e Coordenação Geral. Disponível em < http://www.seplan.mt.gov.br/html/>. Acesso em: 08 jan. 2010. Sistema de geração fotovoltaica. Disponível em: <http://www.cresesb.cepel.br/>. Acesso em: 25 nov. 2010.
TEIXEIRA, Cid. História da energia elétrica na Bahia. Salvador: EPP Publicações e Publicidade, 2005.
Termosifão: Disponível em: <http://www.nauglasmarpiscinas.com.br/solarresidencia.htm>. Acesso em: 08 ago. 2009.
Troposfera. Disponível em: < http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/meio-ambiente-atmosfera/troposfera.php>. Acesso em: 25 mai. 2011.
Bibliografias consultadas:
FURASTÉ, Pedro Augusto. Normas Técnicas para o Trabalho Científico: Elaboração e Formatação. Explicitação das Normas da ABNT. – 14. ed. – Porto Alegre: s.n., 2008.
LAKATOS, Eva Maria, MARCONI, Marina de Andrade. Metodologia Científica. – 2. Ed. – São Paulo: Atlas, 1991.
LÜDKE, Menga; ANDRÉ, Marli E. D. A. Pesquisa Em Educação: Abordagens Qualitativas. São Paulo: EPU. 1986.
108
ANEXO A – LEI Nº- 4.873, DE 11 DE NOVEMBRO DE 2003.
Institui o Programa Nacional de Universalização do Acesso e Uso da Energia
Elétrica - “LUZ PARA TODOS” e dá outras providências.
O Presidente da República, no uso das atribuições que lhe confere o art. 84,
incisos IV e VI, alínea “a”, da Constituição, e tendo em vista o disposto nos arts. 13,
inciso V, e 14, § 12, da Lei nº- 10.438, de 26 de abril de 2002,
DECRETA:
Art. 1º- Fica instituído o Programa Nacional de Universalização do Acesso e
Uso da Energia Elétrica - “LUZ PARA TODOS”, destinado a propiciar, até o ano de
2008, o atendimento em energia elétrica à parcela da população do meio rural
brasileiro que ainda não possui acesso a esse serviço público.
Art. 2º- Os recursos necessários para o custeio do Programa serão oriundos
da Conta de Desenvolvimento Energético - CDE, instituída como subvenção
econômica pela Lei nº- 10.438, de 26 de abril de 2002, da Reserva Global de
Reversão - RGR, instituída pela Lei nº 5.655, de 20 de maio de 1971, de agentes do
setor elétrico, da participação dos Estados, Municípios e outros destinados ao
Programa.
Art. 3º- O Programa “LUZ PARA TODOS” será coordenado pelo Ministério de
Minas e Energia e operacionalizado com a participação das Centrais Elétricas
Brasileiras S.A. - ELETROBRÁS e das empresas que compõem o sistema
ELETROBRÁS.
Art. 4º- A estrutura do Programa “LUZ PARA TODOS” será composta pela
Comissão Nacional de Universalização, por um Comitê Gestor Nacional de
Universalização, e por Comitês Gestores Estaduais que, em conjunto, garantirão a
gestão compartilhada do Programa.
.
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§ 1º- A Comissão Nacional de Universalização, com a finalidade de
estabelecer ações de desenvolvimento integrado no meio rural, em consonância
com os diversos programas governamentais existentes, tem a seguinte composição:
I - Ministro de Estado de Minas e Energia, que o coordenará;
II - Ministro de Estado Chefe da Casa Civil da Presidência da República;
III - Ministro de Estado da Fazenda;
IV - Ministro de Estado do Planejamento, Orçamento e Gestão;
V - Ministro de Estado do Desenvolvimento Agrário;
VI - Ministro de Estado da Agricultura, Pecuária e Abastecimento;
VII - Ministro de Estado Extraordinário de Segurança Alimentar e Combate à
Fome;
VIII - Ministro de Estado da Integração Nacional;
IX - Ministro de Estado da Educação;
X - Ministro de Estado da Saúde;
XI - Ministro de Estado do Meio Ambiente;
XII - Ministro de Estado da Ciência e Tecnologia;
XIII - Ministro de Estado do Desenvolvimento, Industria e Comércio Exterior;
XIV - Presidente do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social;
XV - Presidente do Fórum Nacional dos Secretários de Energia dos Estados;
e
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XVI - Diretor-Geral da Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL.
§ 2º- O Comitê Gestor Nacional de Universalização será instituído pelo
Ministro de Estado de Minas e Energia, que indicará sua composição, atribuições e
competências.
§ 3º- Os Comitês Gestores Estaduais serão instituídos mediante ato do
Ministro de Estado de Minas e Energia, que indicará suas atribuições, competências
e o seu coordenador.
§ 4º- A composição dos Comitês Gestores de que trata o § 3º será
estabelecida em conjunto com os respectivos Governos estaduais.
Art. 5º- O Programa “LUZ PARA TODOS” observará as seguintes prioridades:
I - projetos em Municípios com índice de atendimento inferior a oitenta e cinco
por cento, segundo dados do Censo 2000;
II - projetos de eletrificação rural que beneficiem populações atingidas por
barragens, cuja responsabilidade não esteja definida para o executor do
empreendimento;
III - projetos de eletrificação rural que enfoquem o uso produtivo da energia
elétrica e que fomentem o desenvolvimento local integrado;
IV - projetos de eletrificação rural em escolas públicas, postos de saúde e
poços de abastecimento d'água;
V - projetos de eletrificação rural que visem atender assentamentos rurais; e
VI - projetos de eletrificação para o desenvolvimento da agricultura familiar.
Art. 6º- Serão contempladas como alternativa de atendimento da execução do
Programa “LUZ PARA TODOS”, a extensão de redes convencionais e ainda os
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sistemas de geração descentralizados, com redes isoladas ou sistemas individuais,
nos termos do manual de operacionalização de que trata o art. 7º.
Art. 7º- O Ministério de Minas e Energia deverá, no prazo de trinta dias, editar
o manual de operacionalização do Programa e demais normas pertinentes à sua
execução.
Art. 8º- Este Decreto entra em vigor na data da sua publicação.
Brasília, 11 de novembro de 2003; 182º- da Independência e 115º- da República.
LUIZ INÁCIO LULA DA SILVA
Presidente
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ANEXO B – LEI Nº 14.459, DE 3 DE JULHO DE 2007.
(Projeto de Lei nº 313/06, do Vereador Russomanno - PP)
Acrescenta o item 9.3.5 à Seção 9.3 - Instalações Prediais do Anexo I da Lei
nº11. 228, de 25 de junho de 1992 (Código de Obras e Edificações), e dispõe sobre
a instalação de sistema de aquecimento de água por energia solar nas novas
edificações do Município de São Paulo.
GILBERTO KASSAB, Prefeito do Município de São Paulo, no uso das
atribuições que lhe são conferidas por lei, faz saber que a Câmara Municipal, em
sessão de 26 de junho de 2007, decreta e eu promulgo a seguinte lei:
Art. 1º Fica acrescido o item 9.3.5 à Seção 9.3 – Instalações Prediais do
Anexo I da Lei nº 11.228, de 25 de junho de 1992(Código de Obras e Edificações),
com a seguinte redação: “9.3.5 As edificações novas deverão ser providas de
instalações destinadas a receber sistema de aquecimento de água por meio do
aproveitamento da energia solar, na conformidade das disposições de lei específica
sobre a matéria”. (NR)
Art. 2º É obrigatória a instalação de sistema de aquecimento de água por
meio do aproveitamento da energia solar, nas novas edificações do Município de
São Paulo, destinadas às categorias de uso residencial e não-residencial, na
conformidade do disposto nesta lei e no item 9.3.5 da Seção 9.3 – Instalações
Prediais do Anexo I da Lei nº11.228, de 25 de junho de 1992 (Código de Obras e
Edificações).
Art. 3º A obrigatoriedade estabelecida no art. 2º desta lei aplica-se, na
categoria de uso não-residencial, às seguintes atividades de comércio, de prestação
de serviços públicos e privados, e industriais:
I – hotéis, motéis e similares;
II – clubes esportivos, casas de banho e sauna, academias de ginástica e
lutas marciais, escolas de esportes, estabelecimentos de locação de quadras
esportivas;
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VIII – lavanderias industriais, de prestação de serviço ou coletivas, em
edificações de qualquer uso, que utilizem em seu processo água aquecida.
Art. 4º A obrigatoriedade estabelecida no art. 2º desta lei se aplica às
edificações novas ou não, isoladas ou agrupadas horizontal ou verticalmente ou
superpostas, da categoria de uso residencial, ou integrantes de conjunto de
instalações de usos não-residenciais, que venham a contemplar a construção de
piscina de água aquecida.
Art. 5º Nas novas edificações destinadas ao uso residencial multifamiliar ou
unifamiliar, que possuam até 3 (três) banheiros por unidade habitacional, deverão
ser executadas, em seus sistemas de instalações hidráulicas, as prumadas e a
respectiva rede de distribuição, a permitirem a instalação do reservatório térmico e
das placas coletoras de energia solar.
Art. 6º Decreto específico a ser editado pelo Executivo definirá as normas de
implantação, os procedimentos pertinentes e os prazos para início da aplicação
desta lei às novas edificações destinadas às Habitações de Interesse Social – HIS.
Art. 7º A emissão do Certificado de Conclusão ou Auto de Regularização
previstos na Lei nº 11.228, de 1992, fica condicionada ao cumprimento do disposto
nesta lei.
Art. 8º Os sistemas de instalações hidráulicas e os equipamentos de
aquecimento de
água por energia solar de que tratam esta lei deverão ser dimensionados para
atender, no mínimo, 40% (quarenta por cento) de toda a demanda anual de energia
necessária para o aquecimento de água sanitária e água de piscinas, de acordo com
a Metodologia de Avaliação da Contribuição Solar estabelecida no Anexo Único
integrante desta lei.
Parágrafo único. Os equipamentos mencionados no “caput” deste artigo
deverão ter sua eficiência comprovada por órgão técnico, credenciado pelo Instituto
Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial – INMETRO.
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Art. 9º Para o efeito de aplicação do art. 5º desta lei define-se banheiro como
o aposento dotado de vaso sanitário, possuindo ou não, em suas instalações,
aquecimento de água sanitária por toda e qualquer fonte de energia.
Art. 10º O somatório das áreas de projeção dos equipamentos, constituídos
pelas placas coletoras e reservatórios térmicos, não será computável para efeito do
cálculo do coeficiente de aproveitamento básico e máximo previsto na Legislação de
Parcelamento, Uso e Ocupação do Solo – LPUOS.
Parágrafo único. A área de projeção mencionada no “caput” deste artigo
refere-se ao resultado da aplicação dos parâmetros contidos no Anexo Único.
Art. 11º O disposto nesta lei não se aplica às edificações nas quais seja
tecnicamente inviável alcançar as condições que correspondam à demanda anual de
energia necessária para aquecimento de água por energia solar, na conformidade
do disposto no seu art. 8º.
Parágrafo único. O enquadramento na situação prevista no “caput” deste
artigo deverá ser comprovado por meio de estudo técnico elaborado por profissional
habilitado, que demonstre a inviabilidade de atendimento à exigência legal,
consoante os parâmetros estabelecidos no Anexo Único.
Art. 12º Aplica-se o disposto nesta lei aos projetos de novas edificações
protocolizadas a partir da data de publicação de seu decreto regulamentar.
Art. 13º O Executivo regulamentará esta lei no prazo de 120 (cento e vinte)
dias, a contar da data de sua publicação.
Art. 14º As despesas decorrentes da execução desta lei correrão por conta de
dotações orçamentárias próprias, suplementadas se necessário.
Art. 15º Esta lei entrará em vigor na data de sua publicação.
Prefeitura do Município de São Paulo, aos 3 de julho de 2007, 454º da fundação de
São Paulo.
GILBERTO KASSAB
Prefeito
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ANEXO C – LEI Nº 8.923, DE 11 DE JULHO DE 2008.
(autoria do Deputado José Domingos Fraga)
Cria o Programa de Políticas de Ações de Incentivo ao Desenvolvimento e
Uso da Energia Solar no Estado de Mato Grosso.
A Assembléia Legislativa do Estado de Mato Grosso, com fulcro no Art. 42 da
Constituição Estadual, aprova e o Governador do Estado sanciona a seguinte lei:
Art. 1º Fica criada a Política de Ações de Incentivo à Implantação e ao
Desenvolvimento de Projetos de Aproveitamento da Energia Solar no Estado de
Mato Grosso.
Art. 2º A Política tem como objetivos:
I - promover estudos visando à aplicação do uso de energia elétrica gerada a
partir da energia solar;
II - promover campanhas educativas sobre as vantagens do uso da energia
solar;
III - financiar ações que incentivem a produção e a aquisição de
equipamentos geradores de energia solar;
IV - financiar pesquisas de mapeamento do potencial de aproveitamento solar
e de outras fontes de energia alternativa no Estado, a serem desenvolvidas pelas
entidades competentes; e
V - promover estudos para a concessão de benefícios tributários às empresas
produtoras de equipamentos geradores de energia solar, observados os preceitos da
Lei Complementar Federal nº101, de 04 de maio de 2000 – Lei de Responsabilidade
Fiscal.
Art. 3° Esta lei será regulamentada nos termos da Emenda Constitucional nº
19, de 20 de dezembro de 2001.
Art. 4° Esta lei entra em vigor na data de sua publicação.
Palácio Paiaguás, em Cuiabá-MT, 11 de julho de 2008.
BLAIRO BORGES MAGGI
Governador