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Grupo de Trabalho
C6
Geração Fotovoltaica deEnergia no Brasil
RELATÓRIO FINAL
Setembro 2013
013
Geração Fotovoltaica de Energia
no Brasil
Grupo de trabalho C6
Paulo Henrique Ramalho Pereira Gama
(Coordenador), Alexandre Rasi Aoki
(Secretário), Ciceli Martins Luiz, Elio Vicentini,
Márcio Eli Moreira de Souza
ÍNDICE
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 5
1.1 Objetivos .................................................................................................................. 6
1.1.1 Objetivo geral ..........................................................................................6
1.1.2 Objetivo específico ................................................................................... 6
1.2 Justificativa .............................................................................................................. 7
1.3 Metodologia ............................................................................................................. 8
1.4 Estrutura do trabalho ................................................................................................ 8
2. REVISÃO DA LITERATURA ............................................................................................... 7
2.1. Energia elétrica ...................................................................................................... 11
2.1.1 Geração centralizada .............................................................................. 12
2.1.2 Geração distribuída ................................................................................ 13
2.2 Energia elétrica no Brasil ....................................................................................... 14
2.3 Buscando alternativas ........................................................................................... 15
2.4 Energia solar ...................................................................................................... 16
2.4.1 Geração fotovoltaica ............................................................................... 17
2.4.2 Estrutura de uma célula fotovoltaica ........................................................ 18
2.4.3 O sistema fotovoltaico ............................................................................ 18
2.4.4 Principais tipos de células fotovoltaicas .................................................... 19
2.4.4.1 Silício monocristalino .............................................................. 19
2.4.4.2 Silício multicristalino ............................................................... 19
2.4.4.3 Filmes finos ........................................................................... 20
2.5 Sistemas fotovoltaicos domésticos isolados ou autônomos ....................................... 22
2.6 Sistemas fotovoltaicos não domésticos isolados ....................................................... 22
2.7 Sistemas fotovoltaicos distribuídos conectados a rede elétrica .................................. 23
2.8 Sistemas fotovoltaicos no mundo ........................................................................... 25
2.9 Sistemas fotovoltaicos no Brasil ............................................................................. 27
2.10 Programas do governo .......................................................................................... 32
2.10.1 COELBA ................................................................................................. 35
2.10.2 CEMIG ................................................................................................... 36
2.11 Mini-redes ............................................................................................................ 38
2.12 Infraestrutura brasileira ......................................................................................... 39
2.12.1 Barreiras para o desenvolvimento brasileiro ............................................. 40
2.13 Legislação mundial ................................................................................................ 41
2.14 Legislação no Brasil ............................................................................................... 43
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................................................................................. 44
4. CONCLUSÃO ................................................................................................................ 46
5. REFERÊNCIAS ............................................................................................................... 48
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1. INTRODUÇÃO
A sustentabilidade do nosso planeta está apoiada no uso racional dos recursos disponíveis. O homem
moderno tornou-se dependente do uso de energia. Assim sendo, a busca por fontes alternativas de
energia está cada vez maior.
Com a revolução industrial iniciada no século XVIII os recursos disponíveis passaram a ser utilizados
com maior eficiência. A madeira, o carvão e o petróleo foram as primeiras commodities a serem
utilizadas para produzir bens e serviços. Mas, foi com o advento da eletricidade que o progresso da
sociedade humana sofreu uma propulsão de uma forma jamais vista anteriormente.
A base da matriz energética mundial se alicerça na energia produzida por combustíveis (fósseis ou
não) e na energia elétrica, produzida essencialmente em usinas termelétricas (que consomem vários
tipos de combustíveis), usinas hidrelétricas e usinas atômicas. Seja pela escassez dos combustíveis,
pela necessidade da redução de emissão de poluentes, pela preservação da segurança ambiental e
humana ou pelas mudanças climáticas que afetam diretamente a vida no planeta, começa a surgir
uma série de questões sobre qual o melhor caminho devemos seguir para substituir as fontes de
energia, hoje disponíveis, por alternativas ecologicamente corretas e sustentáveis.
Neste contexto, os sistemas de geração começaram a ser mais bem estudados e a eficiência deles foi
colocada em prova. Os estudiosos e especialistas da área definem que a eficiência de sistema elétrico
é maior quanto mais próximo a geração ficar do ponto de carga. Essa situação é totalmente contrária
à praticada por décadas para gerar de energia.
A geração distribuída aparece então como uma alternativa para ajudar a substituir as grandes fontes
convencionais de energia por outras estrategicamente melhor localizadas, ou seja, próximas a carga.
A geração distribuída possui outros apelos além daqueles relacionados à eficiência de sistemas. Os
mais concretos são:
a) utilização de fontes renováveis de energia;
b) produção de energia limpa.
Dentro desta linha podemos destacar a utilização das gerações fotovoltaicas, eólicas e células
combustíveis.
Cada tipo de geração mencionado possui um melhor desempenho em uma determinada situação. Um
não é melhor que o outro, apenas o uso de cada um deles deve ser muito bem estudado antes que
seja feita sua implantação. A instabilidade na produção, os recursos necessários e a finalidade de seu
uso devem fazer parte desse estudo.
A geração fotovoltaica vem sendo desenvolvida e aperfeiçoada desde a década de 1970 e representa
hoje, uma opção viável de produção de energia. Podendo ser utilizada em localidades urbanas e rurais
para complementar e/ou substituir a energia de fontes convencionais. Além da produção de energia,
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as placas fotovoltaicas podem integrar projetos arquitetônicos de edificações, compondo fachadas e
telhados.
Em países da Europa como Alemanha, Dinamarca, Espanha e Portugal a utilização do uso da geração
fotovoltaica é incentivada através de subsídios dos governos na implantação dessas fontes de energia.
O Brasil dispõe de uma imensa área com elevado nível de insolação anual em toda a sua extensão,
possuindo um grande potencial para a produção de energia elétrica a partir da energia solar. No
entanto, a utilização desta tecnologia ainda é tímida e o governo brasileiro em seu programa social
Luz Para Todos (LPT), procurou incentivar o uso de gerações fotovoltaicas em regiões isoladas do
país, onde o conforto produzido pela energia elétrica é praticamente inexistente.
São várias as barreiras para que este e outros tipos de gerações de pequeno porte se multipliquem
pelo país. Será nos grandes centros urbanos que a utilização da geração distribuída deve despontar
como inovação na produção de energia elétrica. Os obstáculos do custo da tecnologia e da barreira
regulatória precisam ser vencidos adequadamente com a elaboração de novos direitos e a concessão
de incentivos. Certamente, em um futuro não muito distante e, com a ajuda de subsídios, a geração
distribuída abrirá novos mercados e será o mecanismo acelerador da melhor utilização de um das
fontes de energias sustentáveis e disponíveis para a produção de energia elétrica.
1.1. Objetivos
1.1.1. Objetivo Geral
Verificar a probabilidade de expansão do mercado de geração distribuída e como seu cenário deve ser
observado.
1.1.2. Objetivo Específico
Identificar o cenário mundial e brasileiro da conexão de gerações fotovoltaicas ao sistema elétrico e
quais as dificuldades apresentadas para a expansão desta tecnologia.
Investigar a penetração da geração distribuída no mercado de energia, com ênfase na energia
fotovoltaica; suas vantagens, desvantagens e barreiras encontradas para a sua expansão; analisar
estratégias de inovação e criação de novos mercados.
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1.2 Justificativa
As fontes renováveis de energia deixaram de ter um caráter futurístico e de pesquisas para ser um
dos principais pontos essenciais para a continuidade da existência humana e preservação do meio
ambiente. A Era do Petróleo e de outras fontes de energia que poluem e produzem resíduos está
chegando ao fim. Seja pelo esgotamento desses recursos ou pela necessidade da redução da emissão
de poluentes ao meio ambiente. Soluções para substituição dessas fontes de energia poluidoras vêem
sendo pesquisadas e desenvolvidas e, em breve devem estar mais acessíveis.
Rifkin (2001) prevê o surgimento de uma nova economia sustentada pelo hidrogênio, que mudará as
instituições econômicas, políticas e sociais, assim como aconteceu com o surgimento do carvão e da
máquina a vapor. A tecnologia do hidrogênio concorre com outras com potenciais tão relevantes
quanto.
Países como Dinamarca e Alemanha direcionaram seus esforços no desenvolvimento da produção de
energia através de fontes eólicas. A Alemanha também está investindo massivamente na utilização da
tecnologia fotovoltaica.
O estudo de implantação de fontes de energia renováveis de cada país deve ser de acordo com suas
características climáticas, geográficas e econômicas.
As fontes renováveis não devem substituir na totalidade as fontes de energia atuais, mas, deverão
complementar a matriz energética de modo que o conjunto se torne adequado e sustentável. Para
que essa tecnologia possa ser difundida os custos precisam baixar e regulamentação de leis precisa
ser adequada a essa nova realidade.
Na Alemanha, ao observarmos os dados do Photovoltaic Power Systems Programme, podemos
perceber que, com a criação de mecanismos de incentivos financeiros, muitas barreiras associadas à
inserção dos sistemas fotovoltaicos como geradores distribuídos foram transpostas (QUAGLIA,
OLIVEIRA 2007).
Das fontes renováveis de energia é fácil antever que diante da extensão, insolação e características
geográficas do Brasil, a geração fotovoltaica possui alto potencial, podendo ser inseridas em áreas
urbanas ou isoladas. Embora o Programa Luz Para Todos, realizado pelo governo brasileiro tenha
utilizado a tecnologia fotovoltaica para levar o conforto da energia elétrica para população de áreas
isoladas, o mesmo não foi suficiente para maior penetração dessa tecnologia no cenário nacional.
O uso mais difundido da geração fotovoltaica é impedido por várias razões que incluem (RÜTHER,
KNOB, JARDIM, REBECHI, SALAMONI, VIANA 2008):
a) custos elevados da hora de quilowatt fotogerado;
b) Falta do conhecimento sobre os benefícios da geração distribuída fotovoltaica no ambiente
urbano.
A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) lançou em outubro a Consulta Pública 015/2010, que
coletará informações e opiniões da sociedade brasileira para elaborar a regulação do setor, até agora
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inexistente, adequando as condições técnicas, comerciais e econômicas das micro-gerações para que
a difusão e, o uso dessas tecnologias possa ser feito. Certamente as gerações fotovoltaicas serão as
grandes beneficiadas, iniciando uma mudança na matriz energética brasileira. Sendo assim, é
importante o desenvolvimento de estudos que aprofundem a discussão do tema, o qual será um novo
marco no quesito geração e distribuição de energia elétrica.
1.3 Metodologia
Esse trabalho foi desenvolvido a partir de pesquisas teóricas e práticas.
A pesquisa teórica consistiu na Revisão de Literatura referente a situação mundial do uso de energia,
destacando as soluções que estão sendo desenvolvidas para diminuição da dependência de
combustíveis fósseis (produção de energia e transporte). Foram relatadas descrições, funcionamentos,
tecnologias e exemplos de geração distribuída desenvolvidas no Brasil e no exterior ressaltando seus
benefícios diretos e indiretos.
A pesquisa de campo consistiu na análise comparativa entre o volume de mercado, incentivos,
regulação e acesso às tecnologias de geração distribuída entre o Brasil e outros países, com ênfase na
geração fotovoltaica.
A conclusão do trabalho levantou as possibilidades de expansão do mercado da geração distribuída e
como seus cenários devem ser observados.
1.4 Estrutura do Trabalho
Este trabalho foi realizado com base na literatura e está estruturado em quatro seções, descritas a
seguir:
1- Introdução
2- Revisão da literatura
3- Conclusão
4- Referências bibliográficas
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2. REVISÃO DA LITERATURA
O progresso da civilização humana tem ocorrido historicamente à medida que o ser humano se torna
capaz de controlar a energia. Quando o homem primitivo estava limitado à sua própria força
muscular, ele despendia quase todo o seu tempo realizando as atividades que lhe propiciasse
permanecer vivo.
Como todos os seres vivos, o ser humano apenas utilizava a energia natural de duas maneiras:
a) diretamente (luz do sol para iluminação);
b) energia convertida por processos naturais (ex.: luz do sol para o desenvolvimento
vegetal).
As descobertas do fogo, da roda e da força animal têm estreita relação com a ascensão evolutiva do
ser humano e representam relevantes avanços no controle da energia (SEVERINO, 2008).
Controlando grandes quantidades de energia sob diversas formas, o provimento das necessidades
básicas de sobrevivência foi simplificado. O homem passou a ter mais tempo para o seu
desenvolvimento e, outras áreas como: artes, medicina, literatura, matemática, ciência e engenharia
também passaram a serem desenvolvidas.
A energia é utilizada para as mais diversas finalidades. Algumas absolutamente indispensáveis como:
iluminação, aquecimento e resfriamento. Outras têm a finalidade de facilitar a vida do ser humano e
para isso são aplicadas nos transportes, comunicação, processos manufatureiros, construções e
produção industrial.
A energia é um bem básico que contribui para o desenvolvimento da sociedade. Impulsiona o
crescimento econômico e melhora a qualidade de vida e o bem-estar coletivos (SEVERINO, 2008).
Com a revolução industrial iniciada na metade do século XVIII, os recursos disponíveis começaram a
ser utilizados com maior eficiência e o crescimento do consumo de energia mais que triplicou após sua
passagem. A madeira, o carvão e o petróleo foram as primeiras commodities utilizadas para produção
de bens e serviços.
Foi com advento da eletricidade que o progresso da sociedade humana sofreu uma propulsão de uma
forma jamais vista. O homem moderno tornou-se imensamente dependente do uso de energia.
Em 1973, o mundo experimentou o que muitos descrevem como o primeiro choque do petróleo (o
segundo foi em 1979), causando uma grave crise energética de proporções globais. Durante essa
crise, ocorreu uma mudança no paradigma do modo de produzir, distribuir e utilizar energia,
principalmente quanto às energias não-renováveis. Teve início a preocupação e a busca por
alternativas ao uso de combustíveis fósseis. Essa crise levou a comunidade mundial, nacional e local a
relembrar o quanto o controle das fontes de energia e de seu uso traz poder e desenvolvimento.
Não existe falta completa de energia, o que ocorre é a falta da energia que a humanidade está
acostumada e/ou preparada para utilizar. As reservas globais de combustíveis fósseis são limitadas, é
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necessário que haja uma mudança na matriz energética mundial, onde outras fontes de energia
possam ser privilegiadas (ex., energia solar), para que a dependência com relação aos combustíveis
fósseis possa diminuir (SEVERINO, 2008).
O aumento da demanda e consumo de energia decorrente do progresso tecnológico e do avanço no
desenvolvimento humano (caracterizado por parâmetros sócio-econômicos) são apontados como os
fatores mais importantes na aceleração das alterações climáticas e ambientais observadas e descritas
pela comunidade científica. Estudos recentes mostram uma tendência de crescimento no uso da
energia em conseqüência da recuperação econômica nos países em desenvolvimento. A tendência de
crescimento atual aponta que, provavelmente, na segunda década deste século, o consumo de
energia nos países desenvolvidos seja ultrapassado pelo consumo nos países em desenvolvimento em
virtude da melhoria dos parâmetros sócio-econômicos nesses países (GOLDEMBERG, VILLANUEVA
2003). O aumento desse consumo em conjunto com a redução da oferta de combustíveis
convencionais e, a crescente preocupação com a preservação do meio ambiente está impulsionando a
comunidade científica a pesquisar e desenvolver fontes alternativas de energia menos poluentes,
renováveis e que produzam pouco impacto ambiental (ATLAS BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR,
2006).
A queima de combustíveis fósseis responde por grande parte da demanda de energia no setor de
transporte e atende a cerca de 40% da energia utilizada no setor agropecuário brasileiro causando a
contribuição mais importante em emissão de gases do efeito estufa (CO2, CO). Programas de
incentivo para adoção de queima de biomassa estão em implementação no país (MINISTÉRIO DE
MINAS E ENERGIA, BEN 2004) e espera-se que no futuro próximo, a biomassa tenha uma
contribuição significativa nesses setores reduzindo a contribuição brasileira na emissão global desses
gases de efeito estufa (ATLAS BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR, 2006).
Ao nos depararmos com a crise do petróleo (com os preços subindo a cada dia), a crise do gás
natural, a escassez de recursos para a construção de grandes obras civis (barragens), e os problemas
ambientais causados pelos alagamentos de grandes áreas, já são fatos mais que suficientes para
motivar a busca de novas tecnologias para produção elétrica.
Os esforços, para essa empreitada foram significativos. No presente trabalho, a atenção estará
voltada para os sistemas de energia solar fotovoltaicos, hoje conhecido apenas por sistemas
fotovoltaicos para o uso residencial e comercial, em aplicações autônomas e conectadas à rede
elétrica (AGÊNCIA INTERNACIONAL DE ENERGIA, 2009a).
Foi no início da década de 1990 que o crescimento das aplicações dos sistemas fotovoltaicos
conectados à rede elétrica ficou marcado. O crescimento ocorreu principalmente nos países
desenvolvidos, motivados pela busca da independência energética dos combustíveis fósseis e pela
preocupação com as mudanças climáticas, principalmente com a intensificação do efeito estufa na
atmosfera (AGÊNCIA INTERNACIONAL DE ENERGIA, 2009a).
Neste sentido, grande parte dos sistemas fotovoltaicos instalados no mundo decorreu de programas
governamentais específicos desenvolvidos por cada país para estimular o uso da energia solar
fotovoltaica, haja vista que ainda é uma energia cara se comparada às tecnologias convencionais e às
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tarifas de eletricidade praticadas atualmente. No caso do Brasil, pouco tem sido feito a respeito.
Apesar de o país dispor de grande potencial de energia solar, que pode ser aproveitado na geração de
energia elétrica, até então poucos programas foram criados com essa finalidade. A falta de
regulamentação é uma das barreiras apontadas.
A produção de energia elétrica utilizando a energia solar através dos módulos fotovoltaicos e sua
conexão com a rede elétrica de distribuição é uma realidade em diversos países que vem crescendo e
se consolidando como uma forma limpa de produzir eletricidade (LISITA JR., 2010).
Discutir a viabilidade de determinada fonte energética deve, transcender os aspectos essencialmente
técnicos e incluir aspectos econômico-financeiros e político-ambientais. Outros aspectos
extremamente relevantes são: custos da geração, confiabilidade, perfil do fornecimento energético,
segurança das instalações e aspectos ambientais envolvidos na escolha (OLIVEIRA, 2002).
2.1 Energia Elétrica
A base da matriz energética mundial está em:
a) energia produzida por combustíveis (fósseis ou não);
b) energia elétrica;
- usinas termelétricas (consomem vários tipos de combustíveis);
- usinas hidrelétricas;
- usinas atômicas.
Os impactos ambientais negativos, de caráter local, regional e mundial, resultantes da produção e do
uso da energia representam, indiscutivelmente, ameaça a saúde e ao bem-estar da atual e das
futuras gerações, conforme os estudos mais recentes relacionados ao aquecimento global e as
mudanças climáticas (WORD ENERGY ASSOCIATION, 2000). Isso indica a necessidade de mudança
no paradigma do desenvolvimento energético, que não é sustentável nem do ponto de vista
ambiental, nem nas questões de caráter econômico, geopolítico, social e humanitário (SEVERINO,
2008)
As principais vantagens da energia elétrica são (SEVERINO, 2008):
a) suscetível a um controle sofisticado;
b) pode ser transmitida quase que a velocidade da luz;
c) pode ser convertida em outras formas de energia por meio de processos; de conversão
diretos e usualmente simples;
d) pode ser convertida em outras formas de energia de alta eficiência e, livres de poluição.
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As principais desvantagens da energia elétrica:
a) dificuldade de armazenamento;
b) muitos e importantes problemas ambientais provocados por alguns tipos de processos de
conversão;
c) alto custo de produção.
Seja pela escassez dos combustíveis, pela necessidade da redução da emissão de poluentes, pela
preservação da segurança ambiental e humana ou pelas mudanças climáticas que afetam diretamente
a vida no planeta, surge uma série de questões sobre qual o melhor caminho devemos seguir para
substituir as fontes de energia, hoje disponíveis, por outras ecologicamente corretas e sustentáveis.
2.1.1. Geração Centralizada
Em função da localização dos recursos (fontes hídricas) e das tecnologias disponíveis na época, o
setor elétrico foi construído segundo a lógica da geração centralizada (GC). O setor gerador de
energia está localizado em um ponto distante do consumidor final, o que determina a necessidade de
transportar a energia através de redes de transmissão, do local de geração até o local do consumo,
muitas vezes, vencendo longas distancia (QUAGLIA, OLIVEIRA, 2007).
Um sistema elétrico potente consiste de uma rede de componentes interconectados projetados para
converter continuamente energia não-elétrica em energia elétrica por longas distâncias. O sistema
elétrico pode ser dividido em cinco subsistemas (GROSS, 1986):
a) geração;
b) transmissão;
c) subtransmissão;
d) distribuição (primária e secundária);
e) consumo.
Um sistema elétrico para ser considerado bom precisa ser: seguro, confiável, econômico,
ambientalmente adequado e socialmente aceitável.
Ao longo de quase toda a história, o modo de geração centralizada foi adotado para o sistema
elétrico. Grandes centrais de geração com uma extensa rede de linhas de transmissão e de
distribuição alimentando diversos consumidores. No Brasil um exemplo desse tipo de geração é a
usina Itaipu, a maior usina geradora de energia elétrica do país e uma das maiores do mundo.
Com a interligação de diversos pequenos sistemas, essa noção de geração centralizada deixou de
ser pertinente, no entanto, a expressão Geração Centralizada não é de todo equivocada, pois, em
muitos sistemas isolados, a expressão continua valida, (SEVERINO, 2008).
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Nesse tipo de GC, quando a demanda aumenta a resposta a esse problema é aumentar a energia
gerada. Quando a demanda excedia a máxima capacidade de geração do sistema, a solução
adotada era a construção de novas usinas geradoras, em geral de grande porte.
Segundo Rodrigues (2006) e Rodríguez (2002) esse modo de organização consegue ser é justificado
pela:
a) busca continua de economias em larga escala. A rápida expansão dos sistemas elétricos
transformou a energia em um monopólio natural em larga escala;
b) conveniente minimização dos impactos e dos riscos ambientais nos centros densamente
povoados;
c) prevalência do poder dos empreendedores de grandes obras do setor público, ou do setor
privado;
d) alta confiabilidade dos sistemas de transmissão de energia elétrica em alta tensão.
Por esses motivos as indústrias substituíram a geração in loco pela aquisição de energia elétrica das
concessionárias, que em 1970, forneciam mais de 90% da eletricidade mundial (DUNN, FLAVIN
2000).
Na década de 1970, o grande porte das usinas entrou em choque com as preocupações ambientais,
com crises energéticas e com vazamentos causadores de prejuízos bilionários nas usinas nucleares,
levando a questionamentos sobre a geração centralizada.
Na atualidade para que a GC seja substituída, ou pelo menos coexista com novas tecnologias serão
necessários, entre outras coisas, que novas soluções sejam tecnicamente viáveis, economicamente
competitivas e social ou ambientalmente necessárias (ROMAGNOLI, 2005).
2.1.2. Geração Distribuída
As contínuas inovações tecnológicas no setor elétrico, aliadas a dificuldade cada vez maior de se obter
financiamento para as grandes centrais de geração, somados aos problemas dos impactos ambientais
decorrentes da implantação dessas centrais, constituem as principais forças impulsionadoras da
disseminação da Geração Distribuída (GD) (SEVERINO, 2008).
Quando falamos de GD, uma vez que a energia esteja disponível e próxima dos consumidores finais é
preciso estabelecer um sistema de distribuição e comercialização. Isso se torna mais fácil e viável nas
cidades onde os usuários finais estão concentrados em um espaço reduzido sem que suas residências
estejam distribuídas de forma distante ou dispersa (HUGHES, 1983).
Atualmente, a GD consiste na existência de diversos geradores localizados de maneira descentralizada
(condição imprescindível), o que contribuiu para a denominação dessa modalidade de geração (LORA,
HADDAD, 2006).
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No sistema de GD, toda a energia elétrica gerada localmente, ou grande parte dessa energia é
consumida localmente, exigindo menos dos sistemas elétricos de transmissão e de distribuição. Se
ampliarmos essa idéia poder-se-ia concluir que, se os locais de geração e os locais de consumo
coincidissem a eficiência global dos sistemas elétricos aumentaria, a energia excedente poderia ser
utilizada no atendimento de consumidores ainda não-atendidos, não havendo necessidade imediata
de novos investimentos em geração de energia (SEVERINO, 2008).
A GD acabou se tornando um possível e alternativo modelo à tradicional forma de GC. Na GD a
energia pode ser entregue em baixa tensão e, a construção das extensas e onerosas linhas de
transmissão não se faz mais necessária. A GD contribui ainda com o aumento da mistura das
tecnologias de geração de eletricidade elevando a confiabilidade do setor e garantindo a entrega do
suprimento em períodos de seca (no caso das hidrelétricas) ou na escassez de combustíveis não-
renováveis (no caso do uso excessivo das termoelétricas) (QUAGLIA, OLIVEIRA 2007).
A capacidade de consumidores residenciais, comerciais e industriais produzirem energia em suas
próprias unidades consumidoras ao invés de comprá-la resultará em uma grande mudança na
tecnologia, na organização e na forma negociação com a indústria da energia elétrica.
Com as novas tendências de regulamentação do mercado e com a criação da competição na produção
e na venda de energia elétrica, a GD, ajudará a criar competição comercial no nível do varejo, da
engenharia e na área tecnológica as quais trazem vantagens aos consumidores (WILLIS, SCOTT,
2000).
2.2. Energia Elétrica no Brasil
No Brasil a energia hidráulica é a principal fonte de energia para geração de eletricidade,
correspondendo a 70,88% da produção, sendo 67,72% de Usinas Hidroelétricas (UHE), e 3,16% de
Pequenas Centrais Hidroelétricas (PCH), (AGENCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA - ANEEL,
2011). Apesar de ser considerada uma fonte renovável e limpa, as usinas hidroelétricas produzem um
impacto ambiental ainda não avaliado adequadamente. Para a construção de uma hidrelétrica,
grandes áreas cultiváveis acabam sendo alagadas (STIVARI, OLIVEIRA, SOARES 2005), além disso,
estudos mostram que gases do efeito estufa, principalmente o metano (CH4), são lançados para
atmosfera em consequência de processos de degradação anaeróbica da matéria orgânica, que
ocorrem nas áreas alagadas (FEARNSIDE, 2005). As principais bacias hidrográficas brasileiras capazes
de gerar alta densidade energética já estão praticamente esgotadas nos principais centros
consumidores do país (ATLAS BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR, 2006).
No Brasil, o tema energia elétrica, merece destaque especial pelos vários motivos entre os quais
(SECRETARIA DE COMUNICAÇÃO SOCIAL DA PRESIDÊNCIA DA REPÚBLICA, 2008):
a) nos últimos anos, a qualidade ambiental da matriz energética brasileira piorou, em
decorrência da carência de chuvas nas regiões dos reservatórios;
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b) as mudanças climáticas anunciadas podem comprometer a segurança hídrica necessária
(principal fonte de geração de energia elétrica no país)
c) a insuficiência de água nos reservatórios devido à carência de chuvas e a instabilidade do
fornecimento de gás natural adquirido da Bolívia e Argentina podem causar a falta de
energia elétrica ou, no mínimo, aumentar o risco de que isso ocorra trazendo
insegurança para toda a sociedade.
d) o país tem o compromisso legal da universalização do acesso a energia elétrica
compromisso reafirmado em junho de 2008 pelo Ministério de Minas e Energia.
A região amazônica, assim como outras partes do mundo, apresenta serias dificuldades relacionadas
ao suprimento energético da população que a habita sendo um importante obstáculo ao
desenvolvimento econômico e social mesmo possuindo consideráveis potenciais energéticos. Segundo
informações do Atlas de Desenvolvimento Humano no Brasil (2000), mais de 50% da população dessa
região vivia em domicílios sem energia elétrica, ainda hoje, estima-se que cerca de 30% dessa
demanda ainda não tinham sido atendidas. Foi observado pela Universidade Federal do Tocantins que
parte significativa da geração de energia nessa região é distribuída com base em grupos motores-
geradores a diesel de pequenas capacidades (UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS, 2003).
Para que seja viável a implantação de GD a médio e longo prazo, uma serie de ações devem ser
realizadas, principalmente quando se pretende utilizar fontes renováveis. É preciso tomar providências
e exigir ações que mantenha limpa e renovável a matriz elétrica brasileira, pois, embora o Balanço
Energético Nacional mostre que a oferta interna de energia elétrica no Brasil seja principalmente
renovável (70,88% são geradas de hidrelétricas), como houve aumento da demanda, decorrente do
crescimento econômico, uma série de usinas abastecidas com recursos não-renováveis estão sendo
instaladas ou planejadas para um futuro próximo (MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA - EPE, 2007).
2.3. Buscando alternativas
A GC leva em consideração a extensão das redes elétricas aos lugares onde a relação custo/benefício
demonstre que os empreendimentos sejam viáveis. Do ponto de vista empresarial, nem todos os
empreendimentos são possíveis de serem realizados, principalmente quando localizados em regiões
muito distantes, o que eleva o custo de implantação das linhas de transmissão e, esse valor
dificilmente é remunerado em função da baixa demanda. Nesse contexto, as fontes de geração local
de energia baseadas em fontes renováveis se tornam bastante interessantes. É o caso da energia
fotovoltaica, dos geradores eólicos, das tecnologias que utilizam biomassa e das pequenas centrais
hidrelétricas.
Quando a busca por melhores opções teve início, a eficiência dos sistemas de geração de energia foi
colocada em prova. Estudiosos e especialistas da área chegaram a conclusão que a eficiência de um
sistema elétrico é maior quanto mais próximo a geração de energia estiver do ponto de carga,
totalmente contrário ao praticado por décadas.
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A geração distribuída surge como uma alternativa para ajudar a substituir as grandes fontes
convencionais de energia por outras estrategicamente melhor localizadas (próximas a carga).
Cada tipo de geração possui um determinado desempenho e um modo diferente de utilização.
Nenhum um tipo é mais ou menos importante do que o outro, mas o uso de cada um dos deles deve
ser muito bem estudado antes de sua implantação. A instabilidade na produção, os recursos
necessários e a finalidade do uso devem fazer parte do planejamento de implantação. Além de
procurar a melhor fonte de energia para determinada região é preciso buscar evitar possíveis futuros
problemas como:
a) problemas de origem econômica (aumentos nos custos de combustíveis);
b) problemas de origem política (embargos internacionais, mudanças nas políticas de
exportação de países que fornecem o recurso ao Brasil);
c) problemas de origem ambiental (danos ambientais);
d) problemas de origem técnica (escassez de recursos ou limitações espaciais).
2.4. Energia Solar
A energia solar é originada de sucessivas reações de fusão nuclear. Segundo informado por Shayani
(2006), a cada segundo, aproximadamente 6x1011kg de H2 são convertidos em He, com consumo
aproximado de massa de 4x109kg e com liberação energética de 4x1020J. De toda essa energia cerca
de 99% são emitidos na forma de radiação eletromagnética (9% de radiação ultravioleta, 40% na
região visível do espectro e cerca de 50% radiação infravermelha) (HINRICHS, KLEINBACH, 2003).
Sabendo que a massa do Sol é aproximadamente 2x1030kg, a projeção para sua vida útil é de, no
mínimo 10 bilhões de anos, o suficiente para se considerar, ainda por muito tempo, o Sol como fonte
inesgotável de energia.
A cada 6 minutos, a Terra recebe energia solar equivalente a todo o consumo mensal de energia
elétrica e a cada 32 minutos, recebe energia solar equivalente a todo o consumo anual de energia. A
radiação solar que incide sobre a Terra a cada três dias está associada à energia armazenada em
todas as fontes conhecidas de energia fóssil (petróleo, gás natural e o carvão) (ALDABÓ, 2004).
Os níveis de radiação solar em um plano horizontal na superfície da Terra sofrem a influencia de
vários fatores como:
a) as estações do ano (em razão da alteração da inclinação do eixo de rotação da Terra em
relação ao plano da órbita em torno do Sol);
b) características da região em que o plano se encontra (latitude, condições metrológicas e
altitude).
A geração de energia elétrica a partir da energia solar pode ocorrer de duas formas:
17
a) indiretamente – por meio do uso do calor para gerar vapor que, ao se expandir em uma
turbina a vapor, aciona um gerador elétrico em uma usina termelétrica, são os sistemas
termos solares;
b) diretamente – por meio do uso de painéis fotovoltaicos.
2.4.1 Geração fotovoltaica
A geração fotovoltaica é uma tecnologia altamente modular, com ausência quase total de emissão de
poluentes e ruídos durante seu funcionamento e com baixa exigência de manutenção.
O gerador fotovoltaico, usualmente conhecido por arranjo fotovoltaico, é constituído por módulos
fotovoltaicos, que por sua vez são constituídos por células fotovoltaicas que são as responsáveis em
converter a radiação solar em eletricidade (SEVERINO, 2008).
A geração fotovoltaica vem sendo desenvolvida e aperfeiçoada desde a década de 1970 e, representa
hoje uma opção viável de produção de energia, podendo ser utilizada tanto nas áreas urbanas quanto
nas áreas rurais, visando complementar e/ou substituir a energia de fontes convencionais. Devido à
baixa densidade energética envolvida com essa tecnologia, a geração distribuída é mais adequada a
ela.
No caso da energia fotovoltaica, os custos praticados por essa tecnologia, embora em declínio, ainda
são bastante elevados dificultando a comprovação de viabilidade dessa fonte de energia. Mesmo com
essa dificuldade inúmeros esforços e investimentos estão sendo feitos por diversos países do mundo
para o desenvolvimento das aplicações da energia solar fotovoltaica. Em países da Europa como
Alemanha, Dinamarca, Espanha e Portugal a utilização do uso da geração fotovoltaica é incentivada
pelo governo através de subsídios para implantação dessas fontes de energia. Já no Brasil o uso desta
tecnologia ainda é tímido. O governo brasileiro em seu programa social LPT procurou incentivar o uso
de gerações fotovoltaicas em regiões mais isoladas, onde o conforto produzido pela energia elétrica é
praticamente inexistente, mas, as barreiras encontradas ainda são muitas. A discussão sobre a
viabilidade dessa fonte de energia é bem mais complexa do que simplesmente fazermos uma
comparação dos custos.
O custo desta tecnologia mostra forte tendência de diminuição com a sua evolução e produção em
larga escala. A geração solar fotovoltaica pode ser considerada a forma não tradicional de geração
mais atraente para o Brasil e para o mundo, a médio e longo prazo, provavelmente em razão da
grande disponibilidade da radiação solar do planeta e pela expectativa de redução no custo de seu
empreendimento Reis e Silveira (2001). Desde 1983, as taxas de crescimento da produção dos
módulos fotovoltaicos subiram cerca de 15% (SEVERINO, 2008). A demora no progresso dessa
tecnologia poderá implicar em um custo social maior que o custo do empreendimento. Quanto mais
rapidamente às energias e matérias-primas solares substituírem as fósseis, maior será a economia
para a sociedade que não terá de custear as reparações de catástrofes, sejam por danos causados
por furacões, inundações ou guerras energéticas (SCHEER, 2002).
18
2.4.2. Estrutura de uma célula fotovoltaica
Ao contrário da maioria dos outros semicondutores, o dispositivo fotovoltaico não usa a estrutura
normal do silício, como nos diodos. Uma fina camada de óxido transparente é utilizada. Esses óxidos
possuem alta condutividade elétrica. As camadas anti-reflexos podem ser usadas para cobrir uma
célula fotovoltaica, os cristais poli-cristalinos são grãos minúsculos feitos de material semicondutor. As
propriedades desses filmes são diferentes do silício normal. Esse filme provou ser melhor para criar
um campo elétrico entre dois materiais semicondutores diferentes.
2.4.3. O sistema fotovoltaico
Um sistema fotovoltaico é um conjunto integrado de módulos fotovoltaicos e outros componentes,
projetado para converter a energia solar em eletricidade (Maycock, 2000). O princípio físico de
funcionamento dos módulos fotovoltaicos é denominado efeito fotovoltaico (foto = luz; volt =
eletricidade), que é o fenômeno apresentado por materiais que, quando expostos à luz, produzem
eletricidade.
Os módulos (Figura 1) são compostos por células fotovoltaicas. A conversão da radiação solar em
energia elétrica é realizada por um material semicondutor (elemento transformador), conhecido como
célula solar ou célula fotovoltaica. Em um mesmo módulo, as células são conectadas eletricamente em
série e a quantidade de módulos conectados em série determinará a tensão de operação do arranjo
fotovoltaico (SEVERINO, 2008).
Figura 1: desenho de uma célula e módulo fotovoltaico Fonte: Florida Solar Energy Center (1999).
Para que o material semicondutor se transforme em uma célula fotovoltaica, ele deve passar primeiro
por uma etapa de purificação e depois por uma etapa de dopagem. A dopagem ocorre por adição de
traços de certos elementos químicos (ex.: boro e fósforo dosados nas quantidades corretas).
A obtenção de rendimento elevado na absorção da energia solar é complexa. Os materiais com baixo
valor de banda de energia, como o silício, absorvem grande quantidade de fótons, mas boa parte da
energia desses fótons é transformada em calor (excesso de energia). Os materiais com maior valor de
19
banda de energia aproveitam melhor a energia dos fótons absorvidos (menor dissipação térmica). No
entanto, pode haver menos quantidade de fótons (SHAYANI, 2006). Um modo de melhorar a
eficiência da absorção da radiação solar é a utilização de uma junção sobreposta, em forma de
cascata, com diferentes bandas de energia. A primeira junção a receber a radiação solar absorve os
fótons com mais energia; fótons menos energéticos passam direto pela primeira junção, e são
absorvidos pela segunda junção, que deixam passar os fótons menos energéticos, e assim por diante.
2.4.4. Principais tipos de células fotovoltaicas
As células fotovoltaicas disponibilizadas comercialmente são elaboradas à base de silício
monocristalino, policristalino ou amorfo. Podemos encontrar também células fabricadas com outros
materiais, como o disseleneto de cobre-indio (CIS) e telureto de cádmio (CdTe).
Em aplicações terrestres dos diversos semicondutores utilizados para a fabricação de células
fotovoltaicas, destacam-se por ordem decrescente de maturidade e utilização (RÜTHER, 2004):
a) silício cristalino (monocristalino ou multicristalino);
b) silício amorfo hidrogenado;
c) telureto de cádmio (CdTe);
d) compostos relacionados ao disseleneto de cobre-índio (nesse grupo estão elementos
químicos altamente tóxicos ou muito raros).
2.4.1.1 Silício monocristalino
A célula de silício monocristalino é historicamente a mais utilizada e comercializada. São obtidas a
partir de barras cilíndricas de silício monocristalino produzidos em fornos especiais. As barras são
célula varia de 15% (Asif, 2008b) a 24,7% (Progress in Photovoltaics, 2008).
2.4.4.2 Silício multicristalino
Conhecido também como silício policristalino. As células são produzidas a partir de blocos de silício
feitos pela fusão de porções de silício puro em moldes especiais. Uma vez nos moldes, o silício resfria
lentamente e solidifica-se. Neste processo, os átomos não se organizam em um único cristal, formam
uma estrutura policristalina com uma superfície de separação entre os cristais. Essa interface entre os
cristais reduz um pouco a eficiência destas células que é menor do que as do silício monocristalino,
variando de 14% (AGENCIA INTERNACIONA DE ENERGIA, 2008a) a 20,3% (Progress in Photovoltaics,
2008).
20
2.4.4.3 Filmes finos
Buscando reduzir os custos das células fotovoltaicas, muitos trabalhos de pesquisa vêm sendo
realizados no mundo todo. Um dos principais campos de investigação é o de células fotovoltaicas de
filmes finos. Atualmente existem três tipos de módulos fotovoltaicos com filmes finos disponíveis no
mercado que são fabricados a partir de silício amorfo (Si-a), disseleneto de cobre-indio (CIS) e
telureto de cádmio (CdTe). As taxas de eficiências das células fotovoltaicas contidas nos filmes finos
podem ser observadas na Tabela 1.
Tabela 1- Taxa de eficiências das células fotovoltaicas de filmes finos.
Fonte: Asif (2008) e Progress in Photovoltaics (2008).
De acordo com Asif (2008a), o filme fino multicristalino sobre cristal (CGS) é uma tecnologia
promissora que está começando a ingressar na fase de produção industrial. Ainda, a tecnologia
microcristalina, em particular a combinação do silício amorfo com o silício microcristalino (Si-a/Si-ac) é
outro enfoque com resultados promissores. Na Figura 2 podemos observar a utilização das diferentes
células fotovoltaicas desde 1999 a 2007 (ASIF, 2008a; AGENCIA INTERNACIONAL DE ENERGIA,
2008a).
O custo da geração fotovoltaica foi e, ainda é um obstáculo considerável à utilização mais intensiva
dessas tecnologias. Quando a comparamos com outras fontes energéticas, os painéis fotovoltaicos
precisam ter preços competitivos e, portanto devem ter baixos custos (RÜTHER, 2004).
Existem duas principais categorias de sistemas fotovoltaicos (TREBLE, 1991 ; MARKVART, 2000).:
a) sistemas isolados (não conectados à rede elétrica);
b) sistemas conectados à rede elétrica.
Tipo de Célula Eficiências (%)
Silício amorfo (Si-a)
Disseleneto de cobre-indio (CIS)
Telureto de cádmio (CdTe)
5%(1) - 9,5%(2)
7%(1) - 19,2%(2)
8%(1) – 16,5%(2)
21
Figura 2: Tecnologias de células Fotovoltaicas de 1999-2007 (PHOTON INTERNATIONAL, 2008). Houve um
importante crescimento na participação da tecnologia de filmes finos, fabricados a partir do CdTe. Em 2007, uma
empresa norte- americana passou a produzir esses filmes, ocorrendo um aumento superior a 200% quando
comparado a 2006. De 1999 a 2007 a tecnologia do silício (mono e multicristalino) dominou o setor mundial,
sendo responsável por quase 90% da produção.
A escolha dos componentes que serão integrados aos módulos dependerá da categoria em que os
sistemas serão enquadrados (MARKVART, 2000). A diferença fundamental entre esses dois tipos de
configuração é a existência ou não de um sistema acumulador de energia (baterias).
Mundialmente os sistemas fotovoltaicos restringem-se a quatro principais aplicações:
a) sistemas isolados:
- sistemas domésticos;
- sistemas não domésticos
b) sistemas conectados à rede:
- sistemas distribuídos
- sistemas centralizados
22
2.5. Sistemas Fotovoltaicos Domésticos Isolados ou Autônomos
Os sistemas domésticos isolados fornecem eletricidade às residências e não estão conectados à rede
de distribuição de eletricidade da concessionária local (AGENCIA INTERNCIONAL DE ENRGIA - PVPS,
2006). No Brasil, estes sistemas atendem às comunidades isoladas, fornecendo eletricidade, na maior
parte dos casos, para iluminação, refrigeração e outras cargas baixas de energia (CENTRO DE
REFERÊNCIA PARA AS ENERGIAS SOLAR E EÓLICA SÉRGIO DE SALVO BRITO - CENTRO DE
REFERÊNCIA PARA AS ENERGIAS SOLAR E EÓLICA SÉRGIO DE SALVO BRITO, 2005).
Os sistemas autônomos utilizam algum tipo de sistema auxiliar de armazenamento de energia. A
energia gerada pelos módulos fotovoltaicos é armazenada e posteriormente é distribuída aos pontos
de consumo (RÜTHER,2004), podendo ser utilizada à noite, quando na ausência do sol, ou quando o
consumo é superior a geração. Os elementos fundamentais que constituem um sistema fotovoltaico
podem der visualizados na Figura 3, são eles: módulos fotovoltaicos, bateria, controlador de carga e
inversor de corrente elétrica.
Entre os módulos fotovoltaicos e a bateria, é conveniente colocar um controlador de carga que tem
como objetivo evitar as sobrecargas e descargas profundas nas baterias, preservando a vida útil das
mesmas. No final do sistema, o inversor de corrente CC-CA converterá a energia elétrica gerada pelo
módulo de corrente contínua (12V, por exemplo) para corrente alternada (110/220V) de forma a
permitir a utilização de eletrodomésticos convencionais: televisores, refrigeradores, rádios).
2.6. Sistemas Fotovoltaicos Não Domésticos Isolados
Os sistemas fotovoltaicos não domésticos isolados foram as primeiras aplicações comerciais utilizadas
em sistemas terrestres. Esses sistemas fornecem energia para uma ampla escala de aplicações
(FRAINDENRAICH, LYRA, 1995; MARKVART, 2000; CENTRO DE REFERÊNCIA PARA AS ENERGIAS
SOLAR E EÓLICA SÉRGIO DE SALVO BRITO, 2005; AGENCIA INTERNACIONAL DE ENERGIA-PVPS,
2006):
a) rurais: cercas eletrificadas para criação de animais, irrigação, bombeamento de água,
refrigeração de medicamentos e vacinas em postos de saúde, iluminação pública;
b) aplicações técnicas: estações repetidoras de telecomunicações (microondas, TV, rádio,
telefone celular), sinalização náutica (faróis e bóias de navegação), sinalização rodoviária
e telefones de socorro rodoviários, sinalização ferroviária, estações de monitoramento
ambiental (estações meteorológicas, hidrológicas, poluição), proteção catódica contra
corrosão de estruturas metálicas (oleodutos, gasodutos, torres de linhas de transmissão;
c) aplicações militares/policiais: instalações de acampamentos, postos avançados, postos de
fronteira.
23
A conveniência de um sistema fotovoltaico faz com que eles sejam importantes para
instalações em lugares desprovidos da rede elétrica, dentre as facilidades encontradas nesses
sistemas podemos citar (SEVERINO, 2008):
a) modularidade;
b) baixos custos de manutenção;
c) longa vida útil;
d) disponibilidade de longo prazo e gratuidade da utilização da fonte primária de energia. O
que torna esse sistema, de grande relevância para instalações isoladas.
Figura 3: Diagrama esquemático de um sistema fotovoltaico autônomo. Fonte: Camargo (2003).
2.7. Sistemas Fotovoltaicos Distribuídos Conectados à Rede
Os sistemas fotovoltaicos integrados a rede elétrica são mais recentes. São utilizados em conjunto
com as usinas convencionais. Nesse caso, o sistema de armazenamento energético é dispensado,
evitando seu custo de instalação e manutenção. Como os sistemas estão conectados a rede elétrica,
nos períodos de radiação solar insuficiente ou inexistente, a rede supre essa demanda (SEVERINO,
2008). Na Figura 4 podemos observar um esquema simplificado da configuração de um sistema
fotovoltaico conectado à rede elétrica. Os dois principais equipamentos pertencentes a esse sistema
são o gerador fotovoltaico e o inversor conectado à rede elétrica que converte a energia elétrica
gerada em CC pelos painéis, para CA, adequada à conexão na rede de distribuição de energia.
24
Figura 4: Diagrama esquemático de sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica. Fonte: Camargo (2003).
Os sistemas fotovoltaicos conectados a rede elétrica podem ser classificados em dois grandes grupos:
a) Os que estão integrados arquitetonicamente às edificações (telhado ou fachada de um
prédio), estando localizados junto ao ponto de consumo, da energia gerada (Figura 5).
Os sistemas fotovoltaicos distribuídos conectados à rede são instalados para fornecer
energia ao consumidor, que pode usar a energia da rede elétrica convencional para
complementar a quantidade de energia necessária, caso haja excedente de energia, o
consumidor pode vender a energia gerada pelo sistema para a distribuidora, (MAYCOCK,
1981; MARKVART, 2000; RÜTHER et al., 2005; AGENCIA INTERNACIONAL DE ENERGIA-
PVPS, 2006).
b) Os que estão instalados de forma centralizada em determinado local, como em uma
usina geradora convencional. Nesse caso os sistemas ficam a certa distância dos
consumidores finais que precisam ser conectados por meio de redes de transmissão e/ou
de distribuição (SEVERINO, 2008). Esse tipo de sistema centralizado conectado à rede
executa a função de estações centralizadas de energia (Figura 6), (MAYCOCK, 1981;
MARKVART, 2000; RÜTHER et al., 2005; AGENCIA INTERNACIONAL DE ENERGIA-PVPS,
2006).
Figura 5: Podemos observar um sistema fotovoltaico distribuído conectado à rede elétrica. Fonte: Agencia Internacional de Energia - PVPS, (2006).
25
Figura 6: visualizamos um sistema fotovoltaico centralizado conectado à rede elétrica Fonte: Agencia Internacional De Energia - PVPS, (2006).
A construção das centrais de energia fotovoltaica seguiu o padrão das usinas hidrelétricas onde,
quanto maior a capacidade de produção da usina menor o preço da energia produzida. Acreditava-se
que isso também ocorreria nas centrais fotovoltaicas. No entanto, a análise dos dados obtidos não
comprovou essa realidade. As grandes construções não fizeram o preço de a energia fotovoltaica
produzida diminuir, isso porque o rendimento dos módulos não está relacionado com o tamanho da
instalação e sim com o desenvolvimento tecnológico da produção das células e com a economia de
escala dessa fabricação. A quantidade de energia elétrica vai depender da quantidade de módulos e, o
preço dos módulos não varia de forma significativa para uma grande instalação não afetando o valor
da energia produzida (LISITA, 2006).
Apesar de não ter conseguido diminuir o preço da energia elétrica fotovoltaica nas experiências
iniciais, o apelo por uma produção limpa, sem poluição do ar com a queima de combustíveis fósseis e
sem resíduos radioativos das centrais nucleares, fez com que as grandes centrais fotovoltaicas
voltassem a ser implantadas.
2.8. Sistemas Fotovoltaicos no Mundo
A década de 1990 experimentou um grande crescimento da aplicação de sistemas fotovoltaicos no
mundo. A capacidade instalada saltou de 110MWp em 1993 para 7841MWp em 2007. Atualmente, do
total da capacidade instalada 93% concentram-se em quatro países: Alemanha, Japão, EUA e
Espanha. Na Figura 7 podemos observar o crescimento da produção fotovoltaica desde 1999 até
2010.
Ao compararmos os custos com a implantação dos sistemas fotovoltaicos em 1975 com 2006 notamos
que eles são oito vezes menores. Passaram de US$30/Wp (TOLMASQUIM, 2003) para US$3,75/Wp
(AGENCIA INTERNACIONAL DE ENERGIA-PVPS, 2006). E, a tendência é a de que custos caiam ainda
mais, a ponto de tornar a energia gerada por esses sistemas competitiva em relação às tarifas
praticadas aos consumidores e aos sistemas convencionais de geração de eletricidade. De acordo com
26
a Plataforma Tecnológica Fotovoltaica Européia (EUROPEAN UNION, 2007), a energia gerada através
de sistemas fotovoltaicos conectados à rede deverá se tornar competitiva na Europa com a tarifa
praticada para o consumidor (paridade com a rede) até 2020, e com os custos médios de geração a
partir de 2030.
Figura 7: Produção mundial de módulos fotovoltáicos desde 1999 até 2010. Fonte: Photon International, 3, 2010; Market survey on global solar cell and module production 2009/2010.
Os avanços da indústria fotovoltaica e seu crescimento vertiginoso no mundo a partir da década de
1990 se devem aos incentivos políticos implementados por vários países. Em 2007, os sistemas
fotovoltaicos conectados à rede foram responsáveis por 94% do total instalado. A produção
distribuída é a forma de instalação de painéis fotovoltaicos conectados a rede que mais tem se
desenvolvido ultimamente e conta com o auxilio governamental em países como Alemanha e
Espanha. A viabilidade dessas instalações pode ser comprovada de acordo com o Guia Solar –
Greenpeace Espanha (2003), pelo êxito do programa alemão que teve início em 1999 e terminou em
junho de 2002, antes do previsto (GREEMPEACE, 2003).
A Alemanha, que já era a maior produtora de energia eólica, incentivada pelo governo, tornou-se em
2004, o país com o maior numero de instalações fotovoltaicas, isso em apenas um ano. As maiores
centrais fotovoltaicas também estão sendo feitas nesse país. Além disso, a entrada de grandes
companhias petrolíferas no ramo da energia fotovoltaica tem ajudado a impulsionar o mercado de
grandes centrais. O interesse dessas companhias vem da necessidade da busca por alternativas
energéticas aos combustíveis fosseis (principalmente ao petróleo), cujas reservas estão se esgotando
(LISITA, 2005).
No entanto, uma das dificuldades de implantação desses sistemas é a oposição das concessionárias
de energia que temem a perda do faturamento. Essa dificuldade é encontrada em todas das partes do
mundo. Em Hong Kong, o monopólio da rede de distribuição local cria obstáculos à entrada de
produção distribuída (YANG, 2004). O guia solar do Greenpeace da Espanha também denuncia essa
Pro
du
ção (
MW
p)
Produção Mundial de Módulos Fotovoltaicos de 1999 a 2010
2001 2000 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 1999
27
situação (GREEMPEACE, 2003). Outro fator que dificulta uma maior popularização desse tipo de
produção é o alto preço dos módulos fotovoltaicos. É preciso que se institua algum tipo de subsídio
para incentivar o desenvolvimento dessa tecnologia no próprio país, esses subsídios devem ser
voltados para incentivar a criação de empresas nacionais com geração de empregos favorecendo a
redução de preços por meio do aumento no volume de vendas (LISITA, 2005).
Na Alemanha, por exemplo, é determinado que os módulos fotovoltaicos sejam preferencialmente de
fabricação alemã, sendo este o primeiro país a adotar essa estratégia. Os subsídios concedidos pelo
governo da Alemanha contemplavam 50% dos gastos com os módulos e ainda poderiam dar uma
subvenção de até 20% totalizando 70% do valor da instalação (YANG, 2004).
Nos grandes centros urbanos a utilização da geração distribuída deve despontar como inovação na
produção de energia elétrica, destruindo os obstáculos do custo da tecnologia e da barreira
regulatória e dando vazão a elaboração de novos direitos e concessão de incentivos.
2.9. Sistemas Fotovoltaicos no Brasil
O Brasil, por ser um país localizado na sua maior parte na região intertropical, possui grande potencial
para aproveitamento de energia solar durante todo ano (COLLE, 1998; TIBA, 2000) A utilização da
energia solar traz benefícios em longo prazo para o país, viabilizando o desenvolvimento de regiões
remotas onde o custo da eletrificação pela rede convencional é alto com relação ao retorno financeiro
do investimento. Existe um grande leque de possibilidades a médio e longo prazo para
aproveitamento dessa abundante forma de energia renovável, que vai desde pequenos sistemas
fotovoltaicos autônomos até GD, passando pelos sistemas de produção de hidrogênio utilizada em
células de combustível (emissão zero de CO2). No entanto, hoje em dia essa energia ainda tem uma
participação incipiente na matriz energética brasileira - apenas a energia solar térmica para
aquecimento de água tem despertado interesse no mercado nacional, principalmente entre as classes
A e B da sociedade, na indústria e serviços de hotelaria.
As principais aplicações da tecnologia solar fotovoltaica no Brasil são relativas a: telecomunicação,
eletrificação rural, serviços públicos e bombeamento de água, sendo a telecomunicação a aplicação
mais antiga dessa tecnologia no país (FRAIDENRAICH, 2002). Na sua maioria, as instalações
estiveram a cargo de organismos públicos, como a TELEBRÁS. Após a privatização do Sistema
TELEBRÁS, ocorrida em julho de 1998, as atividades passaram a ser administradas pela Agência
Nacional de Telecomunicações (ANATEL) (TELECOMUNICAÇÕES BRASILEIRAS -TELEBRÁS, 2007).
Apesar do pioneirismo nos serviços de telecomunicações, os sistemas fotovoltaicos para eletrificação
rural e bombeamento de água são os que têm sido tradicionalmente utilizados no Brasil, atendendo
locais distantes da rede elétrica convencional, normalmente em zonas rurais. Nas Figuras 8 e 9
podemos observar o sistema fotovoltaico sendo aplicado ao bombeamento de água.
28
Quanto à aplicação para bombeamento de água, o Brasil conta com uma expressiva quantidade de
sistemas instalados por meio de programas institucionais para o abastecimento de comunidades rurais
localizadas em zonas remotas e de baixo poder aquisitivo (FEDRIZZI, 2003).
Figura 8: bombeamento - Bomba e acondicionamento de potência de fabricação nacional. Fonte: Projeto de pós
graduação em energia (LSF) – Instituto de Eletrotécnica em Energia da USP – (IEE/USP), Instituto de Pagamentos Especiais-SP (ITESP, Presidente Bernardes, SP).
Figura 9: Bombeamento, Fonte: Projeto de pós graduação em energia (LSF) – Instituto de Eletrotécnica em Energia da USP – (IEE/USP), PTU, Vera Cruz, AM
Dependendo do local a ser atendido, esses sistemas representam soluções adequadas e podem ser
economicamente viáveis em função dos elevados custos de expansão da rede elétrica (MARKVART,
2000; WINROCK INTERNATIONAL - BRAZIL, 2002). Este é o caso de pequenos sistemas fotovoltaicos
autônomos de geração de energia elétrica com potência variando de 100Wp a 150Wp, que são
implantados para atender residências rurais com iluminação básica e alguns periféricos (CENTRO DE
REFERÊNCIA PARA AS ENERGIAS SOLAR E EÓLICA SÉRGIO DE SALVO BRITO, 2005).
29
Números oficiais estimam que atualmente haja cerca de 5 milhões de pessoas sem acesso à
eletricidade no país (INSTITUTO DE ENERGIA INTERNACIONAL SIG). De acordo com o relatório
desenvolvido por Winrock International – Brazil (2002), mais de 40 mil sistemas fotovoltaicos
autônomos foram instalados com o intuito de amenizar esse problema. Algumas iniciativas envolvendo
esses sistemas foram viabilizadas através de concessionárias de energia, instituições de ensino,
centros de pesquisa, governos estaduais e municipais. Dentre as quais podemos citar: o Programa Luz
Solar, desenvolvido em Minas Gerais; o Programa Luz do Sol, na Região Nordeste e o Programa Luz
no Campo, de dimensão nacional.
Além dos sistemas já mencionados, outros sistemas fotovoltaicos autônomos continuam sendo
instalados em todo o território nacional através do apoio de Organizações Não Governamentais
Internacionais, viabilizados pela cooperação internacional via entidades locais, particularmente pela
Agência Alemã de Cooperação Técnica (GTZ) e pelo Laboratório de Energia Renovável dos Estados
Unidos (NREL/DOE) (AGENCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, 2002). Dos cerca de 20MW
instalados em sistemas fotovoltaicos autônomos no país, 70% estão localizados nas Regiões Norte,
Nordeste e Centro-Oeste (ZILLES, 2008a). Vale lembrar que o Brasil possui um potencial de irradiação
solar duas vezes maiores do que o potencial da Alemanha, país líder de sistemas fotovoltaicos em
capacidade instalada.
Só o Programa de Desenvolvimento Energético de Estados e Municípios (PRODEEM), foi responsável
por ¼ da capacidade instalada no período de junho de 1996 a dezembro de 2001, onde foram
instalados 5,2MW. Foram instalados sistemas de geração de energia e sistemas de bombeamento de
água (GALDINO, LIMA, 2002).
Com o objetivo de estimular o uso de fontes renováveis alternativas, alguns programas foram
desenvolvidos no país, porém poucos incluíram também os sistemas fotovoltaicos, já que seus custos
de geração são relativamente mais elevados que as demais fontes alternativas. Se formos somar
todos os sistemas instalados no país, poderemos observar que mais de 40 mil referem-se a sistemas
fotovoltaicos autônomos destinados ao bombeamento de água e à geração de energia elétrica,
principalmente em comunidades rurais de baixa renda distantes da rede elétrica convencional
(WINROCK INTERNATIONAL - BRAZIL, 2002).
As perspectivas e oportunidades de aproveitamento do potencial econômico relacionado com a
exploração comercial dos recursos energéticos da radiação solar dependem basicamente de dois
fatores:
a) Desenvolvimento de tecnologia competitiva de conversão e armazenamento dessa
energia
b) Informações seguras e políticas energéticas do país (ATLAS BRASILEIRO DE ENERGIA
SOLAR, 2006).
Mesmo para um país com a extensão e com o nível de insolação anual em toda sua área, a produção
de energia fotovoltaica tanto de alta quanto de baixa tensão permanecem restritas, não tendo ainda
conseguido extrapolar os muros dos laboratórios e dos centros de pesquisa. Está faltando o mais
importante, a conquista junto à população, o que só será alcançado com o apoio governamental em
30
relação às questões econômicas e financeiras. Ainda, é preciso que haja uma definição quanto a uma
regulamentação técnica clara e desburocratização que propicie a conquista do mercado (LISITA,
2005). Até o momento existem 29 sistemas fotovoltaicos experimentais conectados à rede elétrica no
Brasil, o que equivale aproximadamente a 153kWp. No Brasil de 1995 a 2001 foram instalados seis
sistemas fotovoltaicos conectados à rede no Brasil, totalizando uma potência instalada de 24,6kWp
(OLIVEIRA & Zilles, 2002). Desse total, cerca de 11kWp são de um único sistema pertencente à
Companhia Hidroelétrica do São Francisco (CHESF), sendo o primeiro a ser instalado é considerado o
maior do Brasil, porém encontra-se desativado há anos (Winrock International - Brazil, 2002). De
1995 até 2008 foram 120,4 kWp em sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica totalizando
152,511kWp (Tabela 2) (Zilles, 2005 e Zilles, 2008a).
Como já comentado, outro ponto limitante à expansão desse sistema tem relação com o custo das
células fotovoltaicas. Nosso mercado não possui uma rede de indústrias fotovoltaicas assim, ficamos
presos às importações desses materiais, o que no caso do Brasil é um contra-senso já que somos um
dos maiores exportadores de silício metalúrgico (matéria-prima para o silício grau solar) (QUAGLIA,
OLIVEIRA, 2007).
Tabela 2 - Sistemas fotovoltaicos conectados à rede instalados no país (1995-2008), OLIVEIRA &
ZILES, 2002; ZILES, 2005; ZILES, 2008a; VARELLA (2009).
Sistema fotovoltaico Ano de instalação Potência (kWp)
01 CHESF 1995 11
02 Lab Solar (UFSC) 1997 2,1
03 LSF (IEE/USP) 1998 0,75
04 COPEE (UFRJ) 1999 0,85
05 Lab Solar (UFSC) 2000 1,1
06 Grupo FAE – UFPE (F. Noronha) 2000 2,5
07 LSF (IEE/USP) 2001 6,3
08 Labsolar 2002 10
09 CEPEL 2002 16
10 HR 2002 3,3
11 Grupo FAE - UFPE (F. Noronha) 2002 2,5
12 CELESC (3x 1,4 kWp) 2003 4,2
13 LSF-IEE/USP 2003 6,0
14 UFRGS
2004 4,8
15 CEMIG 2004 3,0
16 Escola Técnica de Pelotas 2004 0,85
17 LSF-IEE/USP 2004 3,0
18 Grupo FAE – UFPE 2005 1,7
31
19 C Harmonia (SP) 2005 1
20 CEMIG (3 x 3 kWp) 2006 9
21 UFJF 2006 30
22 GREENPEACE (SP) 2007 2,9
23 Grupo FAE-UFPE 2007 -
24 Residência Particular, Recife 2007 1
25 Lh2 Projeto CPFL 2007 7,5
26 Residência Particular, SP 2008 2,9
27 Solaris, Leme - SP 2008 1
28 Zepini, Motor Z 2008 2,4
29 Zepini, Fundição Estrela 2008 14,7
TOTAL 152,5 kWp
Além do custo com material, a valor de geração de sistemas fotovoltaicos conectados à rede no Brasil
ainda é bastante elevado quando comparamos o custo marginal de expansão do setor elétrico e com
as tarifas de eletricidade praticadas aos consumidores.
Dessa forma, o custo dos SFCR’s no Brasil é de seis a sete vezes maiores do que o custo marginal de
expansão e de três a quatro vezes maiores do que as tarifas médias de eletricidade.
O custo dos SFCR’s no Brasil varia de 800 a 900 R$/MWh (ZILLES, 2008a). Já o custo marginal de
expansão do setor elétrico nacional é de R$125,40/MWh de acordo com o Plano Nacional de Energia
(EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA, 2007). As tarifas médias para os consumidores podem ser
observadas na Tabela 3.
Tabela 3 - Tarifas médias de eletricidade no Brasil (2009) Agencia Nacional de Energia Elétrica
(2009).
Classe de consumo Tarifa média em 2009 (R$/MWh)
Residencial 285,82
Industrial 218,82
Comercial 273,09
Os incentivos no campo econômico e financeiro podem ser desde o pagamento de subsídios para
quem deseja gerar energia elétrica, como ocorre em alguns países, passando até por incentivos na
instalação dos sistemas com financiamento das taxas com juros baixos por longos prazos para
pagamento.
32
A análise da situação atual de inserção dessa tecnologia no meio urbano mostra a necessidade da
superação de muitas barreiras. Assim como ocorrera em outros países, para que se alcance certo grau
de maturidade de desenvolvimento da tecnologia fotovoltaica conectada a rede é preciso conhecer os
mais variados obstáculos, para que seja possível propor as formas eficazes mais de superação.
2.10. Programas do Governo
A primeira iniciativa que efetivamente incorporou o uso da energia solar fotovoltaica no âmbito
nacional foi estabelecida pelo governo brasileiro em 1994: o Programa de Desenvolvimento Energético
de Estados e Municípios (PRODEEM). Esse programa foi coordenado pelo Departamento Nacional de
Desenvolvimento Energético (DNDE) do Ministério de Minas e Energia (MME) e pelo Centro de
Pesquisas de Energia Elétrica (CEPEL), instituição localizada no Rio de Janeiro, subsidiária da
ELETROBRÁS, que era responsável pela parte técnica.
O PRODEEM foi considerado um dos maiores programas de eletrificação rural utilizando sistemas
fotovoltaicos nos países em desenvolvimento (GALDINO, LIMA, 2002), instalou aproximadamente 9
mil sistemas fotovoltaicos de geração de energia e bombeamento de água. Os sistemas foram
instalados de junho de 1996 a dezembro de 2001 e implantados em todos os 26 estados brasileiros,
especialmente nas regiões Nordeste (semi-árido) e Norte (Amazônia). Foram instalados três tipos de
sistemas fotovoltaicos autônomos:
a) Sistemas fotovoltaicos de geração de energia elétrica;
b) Sistemas fotovoltaicos de bombeamento de água;
c) Sistemas fotovoltaicos de iluminação pública.
Todos atendendo às necessidades comunitárias, em escolas, postos de saúde e centros comunitários
(GALDINO, LIMA, 2002).
Por mais expressivos que sejam os números do PRODEEM, o programa foi suspenso em 2002 pelo
Tribunal de Contas da União (TCU), dado o elevado número de irregularidades encontradas,
destacando-se falhas de gestão e centralização das atividades. O PRODEEM acabou sendo
incorporado ao programa LPT (VIEIRA, 2005).
A quantidade de sistemas fotovoltaicos instalados durante o PRODEEM justificaria um estímulo ao
desenvolvimento de indústrias nacionais desses equipamentos. No entanto, a opção na época foi a
realização de licitações internacionais para a aquisição de kits fotovoltaicos dessa forma, os
equipamentos utilizados foram importados não havendo qualquer tipo de incentivo à indústria
brasileira (INSTITUTO DE ENERGIA INTERNACIONAL 2009a).
Outra opção foi a de se fazer parcerias. A experiência foi realizada entre o National Renewable Energy
Laboratory (NREL) dos EUA e o Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (CEPEL). Nos anos 1990, essa
parceria instalou cerca de 1.200 sistemas fotovoltaicos doados pelo governo dos EUA. Segundo
33
Ribeiro (2002) um teste realizado em uma amostra de 180 sistemas mostrou que 35% estavam
inoperantes, muitos em função da ausência de suporte técnico de manutenção. Até 2004 não existia
nenhuma legislação no Brasil que regulamentasse a instalação de sistemas fotovoltaicos autônomos
para geração de energia elétrica, uma necessidade premente haja vista o elevado número de não
conformidades e falhas encontradas nos sistemas do PRODEEM, o que culminou em sua suspensão.
Assim, foi lançada a Resolução Normativa nº 83/2004, regulamentada pela Agência Nacional de
Energia Elétrica (ANEEL), que estabelece os procedimentos e as condições de fornecimento por
intermédio dos Sistemas Individuais de Geração de Energia Elétrica através de Fontes Intermitentes
(SIGFI’s). As SIGFI’s são sistemas utilizados como opção para a universalização dos serviços de
energia elétrica no meio rural (RIBEIRO, 2002).
Para a unidade consumidora ser considerada como atendida dentro das metas de universalização da
concessionária, os sistemas individuais instalados devem cumprir os procedimentos e condições
postos por essa resolução. Uma das principais características obrigatórias aos SIGFI’s implantados é
que deverá quadrar-se em uma das cinco classificações de atendimento estipuladas (Tabela 4),
conforme a demanda a ser suprida (SIGFI’s).
Tabela 4: Classificação de atendimento dos SIGFI. Fonte: ANEEL (2004).
Nota: a disponibilidade mensal de 13 kWh permite o uso de lâmpadas e pequenos aparelhos
domésticos, por 1 a 4 horas/dia dependendo do uso conjunto que se faça. Não é possível utilizar
geladeiras no SIGFI 13 e 30.
Algumas das principais características obrigatórias aos SIGFI’s implantados são:
a) a energia elétrica fornecida deverá ser em corrente alternada senoidal;
b) deverá enquadrar-se em uma das cinco classificações de atendimento (Tabela 4);
c) deverá dispor de autonomia mínima de 2 dias;
d) é permitido à concessionária utilizar SIGFI’s com disponibilidade mensal superior a
80kWh/mês, desde que garanta uma autonomia mínima de 2 dias;
e) todos os componentes do SIFGI’s devem ser fornecidos e instalados sob a
responsabilidade da concessionária. Esses componentes devem atender as exigências das
normas expedidas pelos órgãos oficiais competentes, como o INMETRO.
Classes de
Atendimento
Consumo
Diário de
Referência
(Wh/dia)
Autonomia
Mínima
(dias)
Potência
Mínima
Disponibilizada
(W)
Disponibilidade
Mensal
Garantida
(kWh)1
SIGFI13 435 2 250 13
SIGFI30 1000 2 500 30
SIGFI45 1500 2 700 45
SIGFI60 2000 2 1000 60
SIGFI80 2650 2 1250 80
34
Sobre a qualidade de fornecimento, a resolução estabelece o Indicador de Continuidade Duração de
Interrupção por Unidade Consumidora (DIC). O DIC indica o número de horas em média que um
consumidor fica sem energia elétrica durante um período, em geral, mensal, esse índice deve
obedecer ao padrão de referência de 216 horas mensais (DIC mensal) e 648 horas no ano (DIC
anual) até que a própria ANEEL estabeleça novos padrões de atendimento tendo como referência os
valores apurados de DIC e os relatórios estatísticos enviados. Desde janeiro de 2008 a ANEEL pode
definir em resolução específica esses novos padrões, o que ainda não ocorreu.
A meta do LPT é atender aproximadamente 2,5 milhões de famílias brasileiras residentes na área
rural, beneficiando cerca de 12 milhões de pessoas, também é conhecido como o Programa Nacional
de Universalização do Acesso e Uso da Energia Elétrica, foi instituído pelo Decreto nº 4.873, de 11 de
novembro de 2003, e inicialmente visava prover, até 2008, o acesso à energia elétrica à totalidade da
população do meio rural brasileiro (CENTRAIS ELÉTRICAS BRASILEIRAS - ELETROBRÁS, 2008). Em 28
de abril de 2008, o governo federal estendeu o prazo de conclusão do programa até 2010 em virtude
de milhares de novos pedidos de inclusão ao programa (AGÊNCIA CANAL ENERGIA, 2008).
Em 2008, o Plano Nacional de Mudanças Climáticas (PNMC) viu no Programa LPT uma oportunidade
de inserir a indústria fotovoltaica brasileira no mercado desta forma, o Programa serviria como auxílio
inicial de fomento à criação de um parque industrial competitivo de sistemas fotovoltaicos.
A partir de 2009 o Programa LPT tenta impulsionar a geração descentralizada por fontes renováveis
com a aprovação de seu novo manual de projetos especiais que estabelece procedimentos, critérios
técnicos e financeiros que devem ser observados a partir da Portaria n°60, de 12 de fevereiro de
2009. O programa passa a contribuir com 85% dos custos e riscos inerentes diretos da implantação
de mini-redes. As mini-redes são pequenos trechos de rede de distribuição de energia elétrica que,
por motivos de ordem técnica, econômica e/ou ambiental, não podem ser interligadas aos atuais
sistemas das concessionárias. Os 15% do investimento restante fica por conta dos agentes
executores.
Em 9 de fevereiro de 2002, o Instituto Brasileiro de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial
(INMETRO) constituiu dentro do escopo do PBE (Programa Brasileiro de Etiquetagem), que atua
através de etiquetas informativas. O objetivo é de informar comparativamente ao consumidor o
consumo de energia e eficiência energética de alguns dos principais eletrodomésticos e produtos
nacionais, um Grupo de Trabalho de Sistemas Fotovoltaicos (GT-FOT). O grupo foi formado com o
objetivo de estabelecer as normas para etiquetagem de sistemas fotovoltaicos e seus componentes,
visando a melhoria técnica destes produtos.
Os equipamentos etiquetados pertencentes aos sistemas fotovoltaicos são módulos fotovoltaicos,
inversores, controladores de carga e baterias. De acordo com o CENTRO DE REFERÊNCIA PARA AS
ENERGIAS SOLAR E EÓLICA SÉRGIO DE SALVO BRITO (2004), inicialmente estão sendo avaliados
somente os módulos fotovoltaicos de silício cristalino (mono-Si e poli-Si) em relação a eficiência foram
realizados testes de: resistência mecânica, estanqueidade e corrosão. Os módulos fotovoltaicos
recebem etiquetas apresentando sua faixa de eficiência de A a E, sendo A, mais eficiente, com nível
de eficiência energética superior a 14% e, a classificação E, com nível de eficiência energética inferior
a 11%, (PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA - PROCEL INFO, 2008).
35
O Professor Roberto Zilles, coordenador do Laboratório de Etiquetagem de Sistemas Fotovoltaicos do
Instituto De Eletrotécnoca E Energia Da Universoidade Federal De São Paulo (IEE/USP), afirmou que a
etiqueta de qualificação e classificação dos módulos fotovoltaicos, de acordo com o seu nível de
eficiência energética, é pioneira no mundo, (PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
ELÉTRICA - PROCEL INFO, 2008). A existência no mercado de equipamentos ensaiados e aprovados
pelo INMETRO juntamente com a determinação da Resolução nº83/2004 de todos os componentes
dos SIGFI’s devem atender a determinadas exigências das normas expedidas pelos órgãos oficiais
competentes, como INMETRO limitando a possibilidade de falhas.
Os laboratórios participantes do IEE/USP, para sistemas fotovoltaicos são Centro de Pesquisa de
Energia Elétrica (CEPEL), Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-RJ), Pontifícia
Universidade Católica do Rio Grande do Sul (LABELO/PUC-RS), Instituto de Eletrotécnica e Energia da
Universidade do Estado de São Paulo (IEE/USP), Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
(GREEN/PUC-MG) e Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul
(UFRGS) (INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, NORMATIZAÇÕES E QUALIDADE INDUSTRIAL -
INMETRO, 2008).
2.10.1. Companhia de Eletricidade do Estado da Bahia – COELBA
Desde julho de 2005 a COELBA vem instalando SIGFI’s, tendo sido instalados 14.456 sistemas. Nas
Figuras 10 e 11 podemos observar exemplos de residências atendidas com o SIGFI’s 13
(disponibilidade mensal de 13kWh) da COELBA. As residências contempladas por esses sistemas
possuem quatro cômodos: sala, dois quartos, cozinha e sanitário; onde residem em média quatro
pessoas. Segundo a COELBA, as normas da ABNT, quanto à instalação elétrica padrão de residências,
vem sendo cumprida parcialmente, pois as residências não possuem aterramento.
Os critérios utilizados pela COELBA na escolha das residências a serem contempladas com os SIGFI’s
foram:
a) custo do atendimento através da rede elétrica convencional superior a R$14000/unidade
consumidora;
b) compatibilidade da carga a ser atendida do consumidor com a disponibilidade do sistema;
c) aceitação do cliente;
d) dificuldade de extensão da rede elétrica em área de preservação ambiental.
A manutenção dos SIGFI’s da COELBA é realizada através do Departamento de Manutenção da
própria concessionária. Em caso de reparos, o cliente entra em contato com a COELBA e solicita o
serviço. Os equipamentos utilizados nos SIGFI’s da COELBA seguem parcialmente as normas do
Programa Brasileiro de Etiquetagem, como sugere a Resolução nº83/2004. O controlador de carga, os
módulos fotovoltaicos, cabos, eletrodutos, fios, luvas, parafusos, buchas, entre outros materiais
elétricos que se fazem necessários, são certificados pelo INMETRO. As lâmpadas possuem o selo
PROCEL, as baterias são certificadas pela ANATEL e os inversores e suportes dos módulos
36
fotovoltaicos são fabricados exclusivamente para utilização da concessionária. Todos os equipamentos
utilizados nos sistemas fotovoltaicos, SIGFI’s da COELBA, são adquiridos através da contratação de
sistema turn key (chave na mão). Nesse sistema as empresas contratadas (vencedoras da licitação)
fabricam os módulos fotovoltaicos e fornecem os equipamentos necessários e mão-de-obra. A
empresa apresenta o projeto do sistema gerador com todos os equipamentos necessários para
atender as especificações da ANEEL.
Figura 10: na imagem acima podemos observar exemplo de residência atendida por SIGFI’s 13 da COELBA. Fonte: Silva
Filho (2007).
Figura 11: na imagem acima a residência atendida pelo SIGFI 13, pertence ao Projeto LSF-IEE, Mamirauá, AM Resolução
ANEEL No. 83/2004. Fonte; Zilles (2011).
2.10.2. Centrais Elétricas de Minas Gerais - CEMIG
A CEMIG está instalando SIGFI’s desde 2007. Já foram instalados 2000 SIGFI’s13 (disponibilidade
mensal de 13kWh) em residências rurais e 500 SIGFI’s dos demais tipos existentes na Resolução
n°83/2004, em escolas rurais, somando 2500 sistemas. Previa-se inicialmente a instalação de 3.500 a
7.000. A Figura 12 ilustra uma residência atendida pelo SIGFI da CEMIG. As casas atendidas são
caracterizadas como sendo de baixa renda. Segundo a Resolução n°456 a família contemplada deve
ter renda mensal máxima de até dois salários mínimos.
37
Figura 12: Residência atendida por SIGFI’s da CEMIG. Fonte:Kyocera Solar (2009).
Os critérios para a escolha dos locais a serem atendidos pela CEMIG devem se basear nos seguintes
requisitos:
a) localização do domicílio: o consumidor deve estar isolado ou pertencer a um
agrupamento e/ou estar próximo à outra comunidade que também será universalizada.
Além de estarem em áreas distantes, do sistema elétrico, essas as comunidades podem
estar localizadas em ilhas, áreas de proteção ambiental ou área de difícil acesso à rede
elétrica;
b) custo de atendimento por projeto de eletrificação: o menor SIGFI’s utilizado pela
CEMIG é o SIGFI’s 13, com disponibilidade mensal garantida de 13kWh. A identificação
deste valor foi feita a partir da obtenção da radiação solar média anual, calculada para
cada município da área de concessão da CEMIG. O custo médio do projeto por
consumidor através de extensão da rede (CREDE) é obtido a partir da média aritmética
do custo do projeto de eletrificação das comunidades com a rede elétrica e o número
total de consumidores.
De acordo com a CEMIG, a manutenção dos equipamentos dos SIGFI’s é realizada através do mesmo
Departamento de Manutenção e Obras da rede elétrica convencional. Os equipamentos utilizados
estão seguindo as normas do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) como exige a Resolução n°
83/2004. Alguns equipamentos de determinados SIGFI’s também passam por outros testes
complementares, pois haviam sido instalados antes da publicação do PBE. A empresa afirma que não
há dificuldade na aquisição dos equipamentos etiquetados.
As distribuidoras que estão instalando SIGFI’s apontam como dificuldade a indefinição do consumidor
quanto à aceitação das modalidades de atendimento e o receio de não poderem ter acesso à rede
elétrica no futuro, pois apenas se consideram eletrificados se estiverem conectados à rede elétrica
convencional. Essa incerteza é pertinente haja vista que a ANEEL não abordou na Resolução a
38
questão do atendimento pela concessionária do aumento da demanda por eletricidade do consumidor
atendido por SIGFI’s ao longo do tempo.
Ainda com relação às dificuldades e visando solucionar parte delas, as empresas distribuidoras têm
realizado visitas prévias com o objetivo de informar as modalidades de atendimento, focando no
esclarecimento de dúvidas, que os consumidores possam ter.
Uma das concessionárias que está instalando SIGFI’s propõe aumentar a disponibilidade energética de
atendimento destes sistemas alegando que os SIGFI’s 13 e 30 são muito limitados, sendo uma das
principais dificuldades iniciais para aceitação dos consumidores a serem eletrificados. A própria
Resolução permite sistemas com disponibilidades mensais maiores do que 80kWh. Portanto, o
tamanho do sistema não é um impedimento legal para a concessionária atender a demanda dos
consumidores. Um ponto comum apontado por praticamente todas as concessionárias pesquisadas foi
que o fato do Ministério de Minas e Energia (MME) não estimular a instalação dos SIGFI’s através do
custeio de parte das obras, dificultando a obtenção de financiamentos.
2.11. Mini-Redes
Durante o programa LPT, a partir da Portaria n°60, de 12 de fevereiro de 2009 a implantação de mini-
redes passou a ser subvencionada, ou seja, o programa passou a custear 85% dos custos diretos de
sua implantação.
As mini-redes são consideradas projetos especiais onde o atendimento é realizado por meio de
geração de energia elétrica descentralizada. São utilizadas fontes renováveis compatíveis com a
realidade local, utilizando tecnologias amparadas pela legislação em vigor (MANUAL PROJETOS
ESPECIAIS, Portaria Nº 60/2009).
Os projetos especiais consideram como opções tecnológicas mini central hidrelétrica, micro central
hidrelétrica, sistemas hidrocinéticos, UTE a biocombustíveis ou gás natural, usina solar fotovoltaica,
aerogeradores, e sistemas híbridos (resultantes da combinação de duas ou mais das seguintes fontes
primárias: solar, eólica, biomassa, hídrica e/ou diesel) (MANUAL PROJETOS ESPECIAIS, Portaria N º
60/2009).
Quando questionadas sobre o incentivo econômico dado às mini-redes, as empresas das cinco
concessionárias distribuidoras de energia consultadas (COELBA, CEMIG, COELCE, MANAUS ENERGIA e
CELPA), apenas três se pronunciaram, mas, nenhuma está ou pretendem instalar mini-redes
(INSTITUTO DE ENERGIA INTERNACIONAL 2009a).
A ANEEL ainda não dispôs uma regulamentação específica sobre mini-redes, como existe para o
SIGFI’s. A concessionária que optar pelas mini-redes com geração fotovoltaica, eólica ou outra fonte
qualquer terá a mesma regulamentação que existe para o consumidor atendido pela rede
39
convencional, ou seja, deverá instalar medição em todos os consumidores e atendê-los com a
regulamentação que existe para o consumidor por rede convencional.
Sem uma regulamentação específica, não há como limitar o consumo de cada domicílio, havendo
grande possibilidade do sistema ficar esgotado por aumento de carga, gerando um elevado número
de chamadas no tele-atendimento por falta de energia; além da necessidade do investimento para
aumento da capacidade do sistema o que não ocorre com os SIGFI’s.
De acordo com o Sr. Fernando Selles Ribeiro, coordenador do Comitê Gestor do LPT do Estado de SP,
o Manual de Projetos Especiais pretende maturar as formas não convencionais de suprimento
energético através de mini-redes e gerar massa crítica para futura regulamentação. Exige no mínimo,
que sejam supridos os requisitos de energia para iluminação, comunicação e refrigeração. Afirma
ainda que se a comunidade não puder ser atendida por uma rede convencional, poderá então ser
atendida pelas mini-redes, (Projeto Especial), e ainda assim, se não puder ser atendida a comunidade
terá a opção dos SIGFI’s (MANUAL PROJETOS ESPECIAIS, Portaria N º 60/2009).
As mini-redes e os SIGFI’s, grosso modo, possuem situações de aplicação diferentes, pois a opção por
SIGFI’s é recomendável para regiões onde as unidades consumidoras são muito dispersas. Da
maneira como a situação está atualmente colocada, o MME está priorizando as mini-redes como
primeira solução de atendimento frente aos SIGFI’s para as localidades onde a extensão da rede
convencional não se mostrar vantajosa, ao incentivar economicamente a instalação das mini-redes. O
MME deveria também subvencionar a instalação de SIGFI’s nos casos em que este se torna a opção
mais adequada.
Se por um lado a implantação de mini-redes conta com um importante incentivo econômico, por outro
ainda falta informação por parte das concessionárias de eletricidade sobre essa modalidade de
atendimento que aliada à ausência de uma regulamentação específica da ANEEL dificulta a
implantação desse sistema.
2.12. Infraestrutura Brasileira
Como comentado anteriormente o Brasil possui potencial solar suficiente para viabilizar qualquer
projeto, além de possuir uma das maiores reservas de quartzo para produção de silício grau solar.
O Centro Brasileiro de Desenvolvimento de Energia Solar Fotovoltaica (CB-SOLAR), sediado na
Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC-RS), está desenvolvendo uma planta pré-
industrial para fabricar células e módulos fotovoltaicos, no intuito de tornar esse material fique mais
acessível, o LABSOLAR da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) desenvolve a análise do
desempenho de instalações fotovoltaicas autônomas, para locais remotos e conectados à rede elétrica
enquanto o Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO) apoiou
a indústria de módulos, inversores e baterias com sua certificação.
40
O Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI) pode fazer o levantamento de todo o
desenvolvimento da tecnologia de células fotovoltaicas, auxiliando o empreendimento industrial. O
CETEC e a CEMIG têm um papel importante na área de integração de sistemas fotovoltaicos,
relacionado às edificações e ao design. O IME tem trabalhado com filmes finos para células solares há
mais de 20 anos e atualmente trabalha com telureto de cádmio (mais eficiente). Há importante
mercado de equipamentos para o Brasil quando se fala em desenvolvimento de sistemas autônomos
ou mesmo nos sistemas conectados à rede elétrica. A PETROBRAS planeja instalar uma unidade de
produção de lâminas de silício monocristalino a partir de silício de grau metalúrgico através da rota
Siemens. Grupos industriais como DOW CORNING estão comercializando silício policristalino
purificado, grau solar (INSTITUTO DE ENERGIA INTERNACIONAL, 2009a). O Brasil possui muito da
infra-estrutura necessária, mas ainda é preciso transpassar por diversas barreiras até conseguirmos
implantar os sistemas fotovoltaicos no país.
2.12.1. Barreiras para o desenvolvimento brasileiro
Para que os erros do passado não sejam cometidos novamente é preciso ter o domínio tecnológico de
toda a cadeia produtiva. A importação de todos os insumos e produtos químicos é um processo
demorado, complexo o que atrasa o ciclo de desenvolvimento de produtos. Até hoje não se tem no
Brasil uma indústria de silício grau solar e não existe uma infra-estrutura de produção de
equipamentos nacionais que atenda ao mercado. O país é muito dependente de importação de
equipamentos e componentes.
Os grupos de Planejamento e Desenvolvimento (P&D) estão focados apenas no material. São
necessários ainda laboratórios que façam a caracterização elétrica e micro estrutural completa do
silício. Faltam engenheiros, químicos, biólogos, além de outros profissionais necessários ao
empreendimento fotovoltaico, falta qualificação de recursos humanos.
Os sistemas conectados à rede elétrica são uma tecnologia emergente e cara e sua necessidade ainda
não existe no sistema elétrico brasileiro, portanto, a população não vai querer pagar os subsídios da
conexão à rede elétrica.
As empresas investidoras de fotovoltaicos que buscam sistemas conectados à rede esbarram na falta
de regulamentação. São necessários investimentos multimilionários para o desenvolvimento de células
fotovoltaicas para que os entraves legais para a comercialização da produção independente possam
ser resolvidos (INSTITUTO DE ENERGIA INTERNACIONAL, 2009a).
41
2.13. Legislação Mundial
Alemanha, Japão, EUA e Espanha, são os quatro países com a maior potência acumulada instalada de
sistemas fotovoltaicos no mundo e, se apresentaram em diferentes de momentos crescimento em
seus mercados. O que está por trás dos níveis de crescimento experimentados por estes países são
programas governamentais de incentivo que aumentam a participação dos sistemas fotovoltaicos na
geração de energia elétrica através de subsídios fornecidos pelo governo.
As principais motivações em tais programas são:
a) diversificar as fontes de energia tradicionalmente utilizadas (adotar um modelo
energético sustentável);
b) incentivar à indústria de equipamentos fotovoltaicos;
c) baratear a tecnologia;
d) preocupar-se com o meio ambiente (reduzir as emissões de CO2).
Apesar de motivados por essas questões comuns, cada país possui suas próprias linhas de incentivo e
fica evidente a partir dessas experiências que todos convergem para a obrigatoriedade em adquirir a
energia gerada a partir de sistemas fotovoltaicos ou através de outras fontes renováveis alternativas.
A Alemanha passou a ser considerada o país com maior potência instalada de sistemas fotovoltaicos
no mundo (AGENCIA INTERNACIONAL DE ENERGIA-PVPS, 2006), ficando o Japão com a segunda
posição. Para estimular a redução dos preços, as tarifas dos novos sistemas fotovoltaicos instalados
atualmente no âmbito do EGG decrescem em até 5% ao ano.
O crescimento verificado na potência acumulada do Japão também ocorreu em função do estímulo do
governo, que subsidiou o custo da instalação de sistemas fotovoltaicos residenciais. O subsídio em
2004 foi de 387US$/kW, enquanto em 2005 foi de 172US$/kW. Esse subsídio foi reduzido anualmente
devido ao sistema de preço do Programa (IKKI & MATSUBARA, 2007b). A política energética do
Japão, incluindo a energia solar para geração de energia elétrica, baseia-se na Basic Act on Energy
Policy (Energy Policy Act), que entrou em vigor em 2002, que estabelece três princípios:
a) garantia de um suprimento estável;
b) adequação ambiental;
c) utilização dos mecanismos de mercado.
A disseminação dos sistemas fotovoltaicos é definida no New Energy Innovation Plan sob a New
National Energy Strategy, sendo esta última o alicerce da estratégia energética do Japão, ambos
estabelecidos em 2006 (AGENCIA INTERNACIONAL DE ENERGIA-PVPS, 2007). Todos os programas
foram criados especificamente para promover a instalação em larga escala de sistemas fotovoltaicos
nos segmentos comercial, industrial e outras aplicações não-residenciais (HAAS et al., 2006).
Quando falamos sobre dos EUA, o crescimento da quantidade de sistemas fotovoltaicos instalados não
foi tão acentuado e acelerado como nos dois países anteriormente supracitados, mas, ocorreu de
42
forma gradativa. Apesar da existência de alguns incentivos locais por parte do governo americano, o
número de estados americanos que estão implantando os programas de subsídio para a introdução de
tecnologias de energia limpa está crescendo anualmente. Dentre os mecanismos regulatórios
atualmente existentes para incentivar o uso das fontes renováveis alternativas nos EUA está o
Renewable Portfolio Standard (RPS) é um dos programas mais adotados pelos estados americanos,
também é conhecido como Renewable Electricity Standard (RES), foi estabelecido em 2002 com o
objetivo é aumentar a participação das fontes renováveis de energia na matriz energética, visando
atingir 20% até 2017 (CAVALIERO et al., 2004).
O mercado espanhol iniciou seu desenvolvimento através da aplicação de sistemas isolados, devido à
importância dada à pesquisa ao desenvolvimento e a Inovação a iniciativa empresarial incentivou a
indústria fotovoltaica nos anos 80 e 90. Em 1997, através da Lei 54/1997, iniciou-se o processo de
liberalização do setor de eletricidade e foi permitida a conexão de sistemas fotovoltaicos à rede
elétrica, mesmo sem tarifas específicas (CAVALIERO et al., 2004; ASIF, 2008a). Em 2007, foi criado o
Real Decreto 661/2007, onde foram incorporados novos elementos. A tarifa foi mantida para
consolidar a indústria espanhola e alcançar os 400MW fixados pelo Plan de Energias Renovables
(PER). O PER foi criado em 1999 com o objetivo de instalar 400MW de potência fotovoltaica na
Espanha até 2010 (AGENCIA INTERNACIONAL DE ENERGIA, 2007; INDICADORES DAS DIMENSÇOES
TECNÓLOGICAS E ECONÔMICAS DE UMA DETERMINADA COBERTURA ENERGÉTICA -
EUROBSERV’ER, 2008; ASIF, 2008b).
Cada um desses quatro países, considerados atualmente os mercados mais dinâmicos do mundo, tem
seus próprios sistemas de incentivos. A Alemanha e Espanha estão utilizando o sistema de tarifas,
denominado feed in tariff. Com esse sistema as companhias de energia elétrica são obrigadas pelo
marco regulatório a conectar todos os sistemas fotovoltaicos à rede elétrica. O mercado de energia
elétrica paga aos proprietários da instalação um preço fixo por todos os kWh injetados de origem
fotovoltaica durante um período de tempo suficiente para tornar rentável o investimento inicial. O
Japão e os EUA estabeleceram mercados importantes sem necessariamente utilizarem esse mesmo
sistema. A Tabela 5 apresenta um resumo dos programas e incentivos desses países.
Tabela 5: Programas e Incentivos: Alemanha, Espanha, EUA e Japão
FONTE: Instituto De Energia Internacional, 2009a
País Programa Incentivo
Alemanha
German Renewable
Energy Sources Act –
EGG
“Feed-in tariff”: as tarifas para novos sistemas
fotovoltaicos instalados passaram a ter 5% de redução
ao ano durante o período de 20 anos.
Espanha Real Decreto
Feed-in tariff: para os primeiros 25 anos, as tarifas
variam de 0,44€/kWh até 0,33€/kWh dependendo da
aplicação do tamanho do sistema.
EUA Califórnia Solar Initiative – CSI Incentivo fixado em 2,80 US$/W, com meta de redução
de 10% ao ano.
Japão
Japanese Residential PV
System Dissemination
Program– RPVDP
Subsídio reduzido anualmente devido ao sistema de
redução de preço. Por ex: em 2004 o subsídio era
387US$/kW e em 2005 era 172US$/kW.
43
O tipo de incentivo depende do perfil de cada país. Cada um adota seus próprios mecanismos e
políticas de incentivo e assim têm alcançado resultados positivos.
2.14. Legislação no Brasil
A experiência nacional evidencia que o Brasil vem tentando introduzir ao longo dos anos o uso da
energia solar fotovoltaica através de programas de incentivo. Porém, o que foi feito até o momento
não foi suficiente para garantir o desenvolvimento de um mercado para este tipo de aplicação. A
energia solar fotovoltaica não tem sido contemplada efetivamente por políticas públicas específicas de
longo prazo e pela legislação em vigor, apesar do país já ter iniciado incentivos a outras fontes
renováveis e de possuir um vasto potencial para a aplicação dessas fontes.
O que existe no país, que pode ser considerado como estímulo ao uso da energia solar fotovoltaica
em sistemas conectados à rede, resume-se aos incentivos fiscais para alguns equipamentos e ao
Centro Brasileiro para Desenvolvimento de Energia Solar Fotovoltaica (CB-Solar). O CB-Solar está
desenvolvendo um projeto chamado planta-piloto para produção industrial de módulos fotovoltaicos
nacionais. O objetivo desse projeto é implantar e analisar uma unidade piloto de produção de módulos
fotovoltaicos com tecnologia nacional de alta eficiência e baixo custo, avaliando a viabilidade técnica e
econômica da produção em escala industrial (CENTRO BRASILEIRO PARA DESENVOLVIMENTO DE
ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA - CB-SOLAR, 2008). Existem projetos de pesquisa em andamento no
país, sua maioria em instituições de ensino e pesquisa, e alguns em concessionárias, mas não fazem
parte de um esforço concatenado inserido em uma política pública específica, estruturada e de longo
prazo.
Em novembro de 2008 foi criado o Grupo de Trabalho de Geração Distribuída com Sistemas
Fotovoltaicos (GT-GDSF) com o objetivo de elaborar uma proposta de política pública de curto, médio
e longo prazo para a inserção da geração fotovoltaica conectada à rede elétrica no país, em particular
em edificações urbanas, como fator de otimização de gestão da demanda de energia e de promoção
ambiental do país.
Mesmo com o pouco avanço do Brasil na introdução da tecnologia solar fotovoltaica, já existem alguns
incentivos fiscais para alguns equipamentos. Os dois impostos mais relevantes que incentivam o uso
de alguns equipamentos fotovoltaicos são o Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Prestação de
Serviços (ICMS), de competência estadual, e o Imposto sobre Produtos Industrializados (IPI), de
competência federal. Até dezembro de 2008, o convênio ICMS 101/9718 concedeu isenção do ICMS
nas operações com alguns equipamentos e componentes para o aproveitamento das energias solares
e eólicas.
A elaboração de um programa de fomento ao uso dos sistemas fotovoltaicos tendo como uma das
metas a maior participação da indústria brasileira de equipamentos e conseqüente desenvolvimento e
amadurecimento da tecnologia acabará provocando a inserção de uma legislação específica para
esses sistemas.
44
Segundo Varella (2009) a nacionalização dos sistemas fotovoltaicos é de fundamental relevância em
um programa brasileiro de incentivo ao uso da energia solar fotovoltaica por estimular diretamente a
indústria nacional de equipamentos e resultar em benefícios sociais, econômicos e ambientais
importantes para a sociedade.
O único programa nacional que atualmente incentiva as fontes renováveis alternativas de geração de
energia elétrica é o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA). Em
sua primeira etapa, o programa incentivou a indústria nacional ao estabelecer a obrigatoriedade de
um índice mínimo de nacionalização de serviços e equipamentos de 60% do custo total de construção
dos projetos contemplados. Para elaboração deste cálculo e comprovação do atendimento ao índice
de nacionalização, foi adotado o padrão da Agência Especial de Financiamento Industrial (FINAME)
quanto aos equipamentos e serviços, conforme o documento intitulado Critérios e Instruções para
Cálculo de Índices de Nacionalização de Equipamentos e Serviços dos Empreendimentos do PROINFA
(PORTARIA MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA nº 86, 2007). A Portaria MME nº 86/2007, de 25 de
maio de 2007, que regulamenta o cálculo do grau de nacionalização de 60% para equipamentos e
serviços dos empreendimentos construídos, contudo, o PROINFA não contempla a energia solar
fotovoltaica.
O país necessita de um mecanismo regulatório e específico de fomento caso pretenda ampliar a
participação dessa fonte na matriz energética nacional, assim como mostrado nos programas bem
sucedidos do Japão, Alemanha, EUA e Espanha. Esse mecanismo regulatório deve estar atrelado a
uma política pública nacional de longo prazo de incentivo à energia solar fotovoltaica no país.
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O mercado de energia solar atravessa uma fase inédita no Brasil. Nos últimos dois a conjuntura
mundial também sofreu uma mudança, de um lado tivemos a entrada da China nesse mercado, se
tornando um importante exportador dos sistemas fotovoltaicos, sem falar no amplo mercado que esse
país possui. Do outro lado, pudemos observar a interrupção de políticas de subsídios na Europa. Esses
acontecimentos, em especial, fizeram com que mercados de países como o Brasil entrassem no
circuito dos fabricantes desses sistemas e também consegue explicar parte do interesse que se surgiu
no país mais recentemente (AGENCIA DE INOVAÇÃO – INOVA - UNIVERSIDADE FEDERAL DE
CAMPINAS, WORKSHOP 2011).
Para que essa fase persista é necessário que haja uma estruturação completa na cadeia produtiva
para industrialização dos principais componentes geradores dos sistemas fotovoltaicos. Não adianta
simplesmente dar apoio a instalação desses geradores. É preciso olhar seu processo desde o início,
desde a exploração dos materiais básicos necessários para sua fabricação.
Para começar, as empresas exploradoras da matéria-prima para produção de sistemas fotovoltaicos
devem receber incentivos do governo bem como da iniciativa privada. E o mesmo também precisa
acontecer com as empresas que beneficiam tais materiais. Essa cadeia de produção não se limita
apenas à purificação do silício, a produção de células solares ou aos módulos fotovoltaicos onde o
45
Brasil poderia atuar mesmo sem que ele tenha o desenvolvimento completo de uma cadeia de
produção de um sistema fotovoltaico. Se nosso país agir dessa maneira, sempre haverá uma lacuna,
sempre ficaremos dependentes de outrem para a concretização de algo que sabemos ser capazes.
Além da produção do material básico é preciso expandir também a produção em relação ao uso da
tecnologia na sua totalidade.
Com toda essa perspectiva de aumento do mercado, cresce também o interesse do Governo Federal e
das indústrias, fabricantes, concessionárias, empresas de serviços no mercado da energia solar
fotovoltaica no Brasil que querem se associar para que haja desenvolvimento industrial na área. Essas
iniciativas públicas e privadas, atualmente estão avaliando as perspectivas em diferentes estágios,
para o desenvolvimento deste mercado de dimensão global, ainda incipiente no país. Mesmo com o
claro reconhecimento dessas importantes e potenciais oportunidades é necessária a premência de
uma política pública eficaz para os próximos dois anos, caso contrário, nosso país, pode acabar
perdendo a janela de oportunidade que está aberta e deixar de, futuramente, tornar-se um grande
desenvolvedor dessa tecnologia.
Essa onda de otimismo está atrelada a recente inauguração da primeira usina fotovoltaica comercial
do país. A MPX Tauá, no sul do estado do Ceará, com potência instalada de 1MW de geração e com
planos de expansão para 5MWp e 50 MWp, recebeu investimentos de concessionárias como CEMIG,
ELETROBRÁS e ELETROSUL, e estão sendo previstos mais 12 projetos semelhantes.
Mesmo dispondo de poucos segmentos da cadeia produtiva de geradores fotovoltaicos, a energia
produzida por esses sistemas no Brasil está entre R$400,00 e R$500,00/MWh (BRASIL ENERGIA, pag.
72, n°365, abril 2011). Embora seja mais do que triplo do valor da média dos empreendimentos
eólicos contratados no último leilão de energia da Câmara Comercializadora de Energia Elétrica
(CCEE), se comparado com a tarifa da energia elétrica no segmento de baixa tensão praticada por
algumas distribuidoras, a competitividade do custo da energia fotovoltaica aumenta
significativamente, tornando-a economicamente viável. Um exemplo é a Distribuidora CEMIG, do
estado de Minas Gerais, que pratica para o segmento de baixa tensão o valor de R$0,58/kWh. O
preço da eletricidade no Brasil só irá aumentar e certamente dentro de poucos anos o custo da
energia gerada em aplicações conectadas à rede em edificações urbanas atingirá a paridade com as
tarifas de eletricidade em diversas regiões do país (AGENCIA DE INOVAÇÃO – INOVA -
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINAS, WORKSHOP 2011).
É questão de tempo para que a energia solar se torne mais barata que as tarifas cobradas em todas
as regiões do país. Pelo principio da modicidade tarifária que guia o planejamento energético do
governo, o uso desta fonte, por ser mais barata, deverá ser estimulada (RÜTHER, 2011). A geração
fotovoltaica encontra-se em um bom momento que também é resultado do convencimento realizado
pelas universidades e centros de pesquisas que apontaram insistentemente para o potencial e
viabilidade desse setor. O país perdeu muito espaço na pesquisa básica, mas ainda tem um papel
importante na inovação, seja tecnológica, de criação de mecanismos de mercado ou na regulação. O
importante é que haja facilidade na integração dessa tecnologia dentro rede elétrica. A energia
fotovoltaica tem uma dinâmica própria, mas ela compete com outras tecnologias de geração de
eletricidade que também estão evoluindo.
46
O projeto de outra usina fotovoltaica elaborado pela ELETROSUL está sendo executado, a qual
acredita comercializar a energia de geradores fotovoltaicos, produtores de energia limpa, com o
mesmo apelo e maneira que os supermercados comercializam produtos orgânicos.
É preciso ressaltar que nos 12 estádios que sediarão a Copa do Mundo de Futebol organizado pela
FIFA em 2014, estão sendo previstas gerações fotovoltaicas. Dois projetos estão em andamento
sendo eles Maracanã/LIGTH (3,3 MWp), Mineirão/CEMIG (1,3 MWp) e um terceiro, em local de
treinamento na Bahia, Pituaçu/COELBA (400Wp).
4. CONCLUSÃO
Embora o ambiente regulatório não esteja definido ainda, o que é um grande inibidor ao
desenvolvimento da difusão da tecnologia, o caminho de sua massificação é inevitável e a velocidade
com isto acontecerá dependerá dos mecanismos que serão criados para sua inserção no mercado de
energia. As regras a serem criadas deverão atender ao máximo as expectativas dos agentes
envolvidos. A perspectiva que se tem é que os potencias proprietários de gerações distribuídas
fotovoltaicas estarão dispersos pelas áreas urbanas. Se as regras e subsídios futuros mostrarem
vantagens para a realização de investimentos, teremos um cenário urbano bastante modificado, onde
telhados serão recobertos por placas fotovoltaicas, sempre a espera de um quinhão de sol para poder
gerar energia. Esse é um ponto de significativa importância e urgência que mostra a necessidade de
uma regulamentação específica para os sistemas de geração associados a mini-redes no âmbito da
universalização do acesso à eletricidade.
As distribuidoras por sua vez, também devem ter suas regras de contratação de energia modificadas.
Atualmente as distribuidoras realizam a compra de energia em leilões com a previsão de 5, 3 e 1 ano
de antecedência. O limite de erro tolerado para o montante de energia contratada pelo órgão
regulador é de 3%. Caso esse valor seja ultrapassado, a distribuidora deve ir ao mercado livre para a
aquisição do seu excedente, e está sujeita a variação das tarifas do mercado. Com a não linearidade
da previsão da produção de energia por gerações fotovoltaicas, poderá haver períodos que essas
gerações não produzam o volume de energia previsto, tendo a distribuidora necessidade de recorrer
ao mercado livre para o atendimento da demanda, podendo arcar grandes prejuízos. Para tanto, é
necessário identificar e agrupar os segmentos, conhecer as necessidades, estimar os mercados
potenciais (interno e externo), colocar em prática agendas de ações e realizar investimentos.
Como podemos ver, o ajuste de regras que atendam satisfatoriamente todos os agentes envolvidos é
bastante delicado e certamente as regras definidas no primeiro momento deverão passar por revisões
periódicas até que chegue ao melhor formato. Sempre haverá espaço para novas mudanças, pois a
necessidade do homem em busca de energia cada vez mais limpa e que atenda suas necessidades
fará com que sejam desenvolvidos novos mecanismos de geração e conseqüentemente de
comercialização de energia. Devemos entender que estamos vivenciando um momento inovador e
estimulante que servirá de base para novas e melhores tecnologias que ainda estão por vir e, é
47
preciso desde já, tratar seus desdobramentos de modo racional, sustentável e se possível em todas as
estâncias.
48
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