sistema de geracao fotovoltaica

7/24/2019 Sistema de geracao Fotovoltaica

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SISTEMA DE GERAO FOTOVOLTAICA NO LITORAL DO PARAN:

CARACTERSTICAS TCNICAS E PERSPECTIVAS PS IMPLANTAO1

Alberto Correa da Silva

Antonio Carlos de Campos

Marcelo de Oliveira Lemos

RESUMO:A crescente demanda mundial por energia eltrica e as limitaes e restriesambientais, cada vez mais frequentes e impactantes para os grandesempreendimentos de gerao, oportunizou que maior importncia fosse dada explorao de fontes de energia alternativas, dentre as quais destaca-se o sistemade gerao fotovoltaico. Alm da importncia em utilizar este sistema como fonteadicional nos lugares j providos de rede de distribuio de energia eltrica,tambm foi a melhor alternativa aprovada pelos rgos ambientais para o

atendimento realizado s comunidades isoladas e localizadas em reas depreservao ambiental, no litoral do Paran. Este estudotem por objetivo descreveras caractersticas tcnicas do sistema de gerao fotovoltaica instalado nestacomunidade, realizando anlise tcnica, econmica e social, ps-implantao dosistema. Busca tambm identificar possveis oportunidades de melhoria noprocesso, bem como apresentar as perspectivas e desafios para viabilizao do usodesta forma de gerao de energia eltrica no Brasil.

PALAVRAS-CHAVE: Energia solar. Fotovoltaico. Gerao de energia. Fontesrenovveis.

1 INTRODUO

A composio da matriz energtica brasileira aponta para a forte

dependncia das fontes de gerao hidreltrica (cerca de 67% da potncia

instalada), conforme informao disponibilizada no Banco de Informaes de

Gerao - BIG, atualizado em agosto/2014 pela Agncia Nacional de Energia

Eltrica - ANEEL.

Paralelamente, alm da escassez de recursos hdricos, observam-se cada

vez mais desafios para a implantao de grandes sistemas de gerao, seja pela

necessidade de sua instalao mais prxima dos centros consumidores, ou pelasrestries decorrentes de seu elevado impacto ambiental. Nesta linha de atuao,

surgem como complemento matriz energtica os sistemas denominados de

"gerao distribuda", com aplicao regulamentada por meio da Resoluo

1Trabalho de Concluso de Curso apresentado ao curso de Engenharia Eletrotcnica da UniversidadeTuiuti do Paran, sob orientao do professor JULIANO DE PELLEGRIN PACHECO.


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Normativa ANEEL n 482, de 17.04.2012, com importantes diferenciais como a

gerao prxima do centro de consumo e seu reduzido impacto ambiental.

Entre as formas de gerao distribuda, a utilizao de clulas fotovoltaicas

destaca-se como uma das alternativas, sendo as condies para instalao desse

tipo de sistema disciplinadas atravs da Resoluo Normativa ANEEL n 493, de

05.06.2012. Segundo o estudo sobre "Outras Fontes" constante no Plano Nacional

de Energia 2030, o Brasil possui um potencial energtico solar privilegiado, que

em torno de 2,5 GW, cinco vezes maior que os Estados Unidos, e potencialmente

maior que a maioria dos pases de primeiro mundo (EMPRESA DE PESQUISA

ENERGTICA - EPE, 2007).

A energia solar no territrio brasileiro tem elevado potencial para sua

converso em energia eltrica, com irradiao global mdia anual entre 1.200 e2.400 kWh/m/ano. Para efeito de comparao, nos pases europeus que mais

exploram esta fonte, como Alemanha e Espanha, os valores variam,

respectivamente, nas faixas 900-1.250 e 1.200-1.850 kWh/m/ano. Apesar do

grande potencial, os custos atuais dessa tecnologia so relativamente elevados.

Neste contexto, a avaliao de fontes alternativas ganha importncia na

indicao da melhor soluo sob o aspecto socioambiental, atendendo s

necessidades especficas de comunidades localizadas em reas isoladas ou de

preservao ambiental, buscando assim sua incluso social.Desta forma, o trabalho em referncia visa apresentar o sistema de gerao

fotovoltaica instalado pela Copel Distribuio, tendo como resultado o alcance dos

seguintes objetivos:

a) Descrever as caractersticas tcnicas do sistema de gerao fotovoltaica,

aplicados gerao distribuda, instalado no litoral do Paran;

b) realizar anlise tcnica, econmica e social, ps-implantao do sistema;

c) identificar oportunidades de melhoria no processo, se houver; e

d) apresentar as perspectivas e desafios para viabilizao do uso destaforma de gerao de energia eltrica no Brasil.


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2 DEFINIO DO PROJETO

2.1 CARACTERSTICAS DA POPULAO LOCAL

O projeto em referncia, prope a anlise do atendimento realizado visando

o fornecimento de energia eltrica comunidade insular denominada Barra do

Ararapira, situada no litoral do municpio de Guaraqueaba, Paran. De acordo com

levantamento realizado pela Copel Distribuio durante o ano de 2011, as famlias

residentes neste local so formadas, em mdia, por 5 pessoas que dependem quase

que exclusivamente da renda obtida pela pesca artesanal vendida diariamente ou

conservada precariamente em gelo adquirido nas cidades prximas (COPEL

DISTRIBUIO, 2012-2015).

Desta forma, foi viabilizado o atendimento a 81 unidades consumidoras porsistemas fotovoltaicos, sendo 74 residncias, 1 telecentro, 1 correio, 1 CCP (centro

comunitrio de produo), 1 escola, 1 posto de sade e 2 igrejas.

2.2 VIABILIDADE E CARACTERSTICAS TCNICAS DO ATENDIMENTO

Dadas as caractersticas da regio, especialmente por se tratar de reas de

preservao ambiental, a nica forma de atendimento que encontrou viabilidade

tcnica e ambiental foi a utilizao de sistemas fotovoltaicos. A avaliao das

tecnologias possveis para o atendimento pode ser verificada no APNDICE A OPES TECNOLGICAS A SEREM UTILIZADAS.

O sistema utilizado para atendimento comunidade, contando

exclusivamente com o fornecimento a partir de fontes isoladas e sem a possibilidade

de interligao com as redes de distribuio de energia convencionais, caracterizou-

se como um dos principais projetos executados por uma concessionria de energia

sob a vigncia da nova regulamentao pela ANEEL - anteriormente, alguns

atendimentos isolados foram registrados nos Estados do Amazonas, Bahia, Minas

Gerais e Par. Seguindo o regulamento, o projeto foi submetido prvia avaliao eaprovao pela Eletrobrs - Centrais Eltricas Brasileiras S.A., e a partir desse

trmite, foi habilitado para que sua execuo ocorresse com parte de subsdios do

programa de eletrificao rural do governo federal (Projetos Especiais - Programa

Luz para Todos), mas acabou sendo implementado com recursos exclusivos da

Copel Distribuio.


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Tecnicamente, nos termos da Resoluo Normativa n 482, o sistema

utilizado classificado como microgerao distribuda, pois conta com potncia

instalada inferior a 100 kW (AGNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELTRICA,

2012c). Apesar de no ser o foco deste trabalho, convm destacar, ainda, a

regulamentao neste ato normativo pela ANEEL da possibilidade de implantao

do "sistema de compensao de energia eltrica", por meio do qual os consumidores

conectados s redes convencionais de distribuio de energia eltrica podem

implantar em suas unidades sistemas de gerao distribuda, e fornecer

concessionria distribuidora local a energia gerada para, posteriormente, compensar

esta energia do seu consumo prprio mensal.

Para obter o mximo de aproveitamento de um sistema de gerao de

energia eltrica com fonte intermitente, bem como menores custos de implantao emanuteno, foram projetados conjuntos de gerao padronizados para atendimento

de at 4 unidades consumidoras (aqui denominado de conjunto de gerao

fotovoltaica), interligados entre si, sempre que possvel, atravs de barramentos de

corrente contnua (configurao denominada aqui de minirrede), cujo modelo pode

ser visualizado na FIGURA 1, a seguir.

FIGURA 1MODELO PARA CONFIGURAO DE MINIRREDE

FONTE: COPEL DISTRIBUIO S.A., 2012-2015


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Nas situaes em que no houve a possibilidade de implantar esta

configurao de minirrede, foi adotada a topologia com o agrupamento e interligao

de quantidade maior de painis fotovoltaicos em um conjunto de gerao, para a

partir deste efetuar o atendimento s unidades consumidoras por meio de uma rede

de distribuio, conforme modelos apresentados na FIGURA 2, a seguir.

FIGURA 2 CONJUNTO DE GERAO COM AGRUPAMENTO DE PAINIS


Visando atender da melhor forma possvel as necessidades desta

comunidade frente a limitao outras fontes de energia eltrica, foram

dimensionados sistemas para garantir a cada moradia disponibilidade mnima

mensal de 45 kWh, o que superior ao mnimo de 13 kWh estabelecido pela

Resoluo Normativa n 493 (Id., 2012d), permitindo assim o uso de parte dos

eletrodomsticos desejados pelos moradores e autonomia suficiente para at 3

(trs) dias sem a incidncia de sol. Nesta Resoluo, o sistema em referncia passa

a ser denominado MIGDI - Microssistema isolado de gerao e distribuio de

energia eltrica.

O consumo de cada residncia controlado atravs de um equipamento

denominado "gerenciador de energia" um dos modelos utilizados pode serobservado na FIGURA 3, a seguir , instalado junto ao sistema de medio para

possibilitar o acompanhamento pelos clientes do seu ritmo de utilizao da energia

eltrica disponvel, evitando desperdcios e possvel falta de energia em

determinados perodos.


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FIGURA 3 GERENCIADOR DE ENERGIA E SISTEMA DE MEDIO


3 FUNDAMENTAO TERICA

De acordo com dados disponibilizados no BIG, pela ANEEL, a capacidade

instalada total do sistema eltrico brasileiro em 12.08.2014 era de cerca de 130,5 mil

MW (Id., 2014a). Esse total engloba no apenas as unidades geradoras do Sistema

Interligado Nacional - SIN, mas conta tambm com aquelas instaladas nos sistemas

isolados e a autoproduo, no contabilizando a parcela de importao da Usina

Hidreltrica Itaipu no consumida pelo sistema eltrico paraguaio. A distribuio da

capacidade instalada, por tipo de fonte do parque gerador existente, apresentada

no grfico e tabela da FIGURA 4, a seguir.

FIGURA 4BANCO DE INFORMAES DE GERAO

FONTE: AGNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELTRICA, 2014, disponvel em:http://www.aneel.gov.br
http://www.aneel.gov.br/http://www.aneel.gov.br/


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As fontes de energia podem ser classificadas em "Renovveis" e "No

renovveis"; na elaborao de balanos energticos, uma maneira de se efetuar

esta classificao a demonstrada no QUADRO 1, a seguir, onde se observa

tambm o resultado da transformao da energia primria em secundria

(VECCHIA, 2010).

QUADRO 1CLASSIFICAO DE FONTES ENERGTICAS

Fontes Tipo Energia Primria Energia Secundria

No renovveisFsseis

Carvo mineralTermeletricidade, calor,combustvel para transporte

Petrleo e derivados

Gs natural

Nuclear Materiais fsseis Termeletricidade, calor

Renovveis

TradicionaisBiomassa primitiva: lenha de

desmatamentoCalor

Convencionais Potenciais hidrulicos de mdioe grande portes

Hidreletricidade

Modernas

Potenciais hidrulicos depequeno porteBiomassa: lenha replantada,culturas energticas (cana-de-acar, leos vegetais)

Biocombustveis (etanol,biodiesel), termeletricidade,calor

Outras

Solar Calor, eletricidade fotovoltaica

Geotrmica Calor, eletricidade

ElicaEletricidade

Maremotriz e das ondas

FONTE: VECCHIA, 2010, p. 5 apud GOLDEMBERG, 2008, p. 69

As aplicaes prticas da energia solar podem ser divididas em dois grupos

(MINISTRIO DO MEIO AMBIENTE, 2014):a) energia solar fotovoltaica: processo de aproveitamento da energia solar

para converso direta em energia eltrica, utilizando os painis fotovoltaicos; e

b) energia trmica (coletores planos e concentradores): relacionada

basicamente aos sistemas de aquecimento de gua.

Segundo FRAIDENRAICH & LIRA (1995):

Historicamente, o primeiro dispositivo similar a um coletor solar moderno,onde o efeito estufa era utilizado para aquecimento de gua, foi testado pelo

suo Horcio de Saussure, em 1767.[...]Saussure construiu e testou diversos coletores, chegando a utilizar at trscoberturas de vidro distantes entre si de 3,8 cm. Nesta "caixa quente solar",como foi denominada, a temperatura da gua chegou a atingir 101C,superando seu ponto de ebulio.[...]Porm, a converso de energia solar em energia mecnica teve queaguardar os desenvolvimentos e descobertas do perodo da RevoluoIndustrial, para ver realizados os primeiros trabalhos sobre produo depotncia mecnica.


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O princpio bsico de funcionamento de um sistema de gerao de energia

eltrica atravs da energia fotovoltaica, pode ser assim definido (ELETROSUL, 2014

apud CENTRO DE REFERNCIA PARA ENERGIA SOLAR E ELICA SRGIO DE

SALVO BRITO - CRESESB, 2014):

As clulas fotovoltaicas so fabricadas com material semicondutor, ou seja,um material com caractersticas intermedirias entre um condutor e umisolante.[...]A clula fotovoltaica composta por uma camada de material tipo Pjustaposta a uma camada de material tipo N que, ao serem unidas, forma-seum campo eltrico prximo a juno. Quando ela exposta luz, a energiados ftons da luz do sol permite que eltrons presentes na camada Pconsigam passar para a camada N, criando uma diferena de potencial nasextremidades do semicondutor. Se forem conectados fios s extremidades eestes forem ligados a uma carga, haver um fluxo de corrente eltrica,fazendo os eltrons retornarem para a camada P, reiniciando o processo.Em resumo, a luz do Sol fornece energia para impulsionar os eltrons emum s sentido, estabelecendo assim, a corrente eltrica. A figura abaixomostra como ocorre o Efeito Fotovoltaico:

A funcionalidade acima descrita, pode ser observada mais detalhadamente

atravs da FIGURA 5, a seguir.

FIGURA 5 EFEITO FOTOVOLTAICO

FONTE: ELETROSUL, 2014 apud CRESESB, 2014, disponvel em: http://www.eletrosul.gov.br
http://www.eletrosul.gov.br/http://www.eletrosul.gov.br/


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No Brasil, a regulamentao do uso de sistemas de gerao fotovoltaica foi

promulgada pela ANEEL por meio da Resoluo Normativa n 493 (Id., 2012d). Este

ato regulamentar define as regras para utilizao dos sistemas denominados MIGDI

e SIGFI, para os quais so apresentadas as seguintes definies nos incisos do Art.

2:

VI - microssistema isolado de gerao e distribuio de energia eltrica MIGDI: sistema isolado de gerao e distribuio de energia eltrica compotncia instalada total de gerao de at 100 kW;[...]XIII - sistema individual de gerao de energia eltrica com fonteintermitenteSIGFI: sistema de gerao de energia eltrica, utilizado parao atendimento de uma nica unidade consumidora, cujo fornecimento se dexclusivamente por meio de fonte de energia intermitente.

Pelo regulamento, a disponibilidade mensal de energia garantida deve se

situar entre 13 e 80 kWh por unidade consumidora; porm, uma vez definido pela

concessionria qual ser a disponibilidade, esta deve se manter com uma autonomia

mnima de 48 horas.

A localizao das instalaes ponto relevante para avaliao do potencial

de gerao da regio. Um aspecto favorvel introduo da energia solar no Brasil

a disponibilidade de levantamentos de recursos primrios, como o Atlas Brasileiro

de Energia Solar (ver FIGURA 6, a seguir), publicado pelo Instituto Nacional de

Pesquisas Espaciais - INPE. O atlas foi desenvolvido dentro do escopo do projeto

SWERA, em parceria entre o Centro de Previso de Tempo e Estudos Climticos -

CPTEC/INPE, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC e o Atlas

Solarimtrico do Brasil, atravs do convnio FADE-UFPE / CEPEL (ASSOCIAO

BRASILEIRA DA INDSTRIA ELTRICA E ELETRNICA - ABINEE, 2012).


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FIGURA 6 RADIAO SOLAR DIRIA NO BRASIL

FONTE: ASSOCIAO BRASILEIRA DA INDSTRIA ELTRICA E ELETRNICA ABINEE, 2012,disponvel em: http://www.abinee.org.br

Entre os vrios processos de aproveitamento da energia solar, os mais

usados atualmente so o aquecimento de gua e a gerao fotovoltaica de energia

eltrica. No Brasil, o primeiro mais encontrado nas regies Sul e Sudeste, devido a

caractersticas climticas, e o segundo, nas regies Norte e Nordeste, em

comunidades isoladas da rede de energia eltrica.

O aproveitamento trmico para aquecimento de fluidos feito com o uso de

coletores ou concentradores solares. Os coletores solares so mais usados em

aplicaes residenciais e comerciais (hotis, restaurantes, clubes, hospitais, etc.)

para o aquecimento de gua (higiene pessoal e lavagem de utenslios e ambientes).J os concentradores solares destinam-se a aplicaes que requerem temperaturas

mais elevadas, como a secagem de gros e a produo de vapor (AGNCIA

NACIONAL DE ENERGIA ELTRICA, 2014b).

Por se tratar de uma fonte intermitente, pouco vivel a dependncia

exclusiva da energia solar, o que torna necessria a existncia de conexo rede

de distribuio de energia eltrica. Em locais remotos, onde no h rede eltrica, o
http://www.abinee.org.br/http://www.abinee.org.br/


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sistema deve funcionar acoplado a baterias, as quais ainda so bastante caras e

possuem baixa durabilidade.

4 PROCEDIMENTOS METODOLGICOS

Para concepo deste estudo de caso foram utilizados dados secundrios,

exclusivamente atravs de relatrios, normas tcnicas e registros da empresa Copel

Distribuio, aferindo-se a eficcia na utilizao deste modelo de gerao distribuda

no atendimento comunidades isoladas, considerando suas limitaes,

caractersticas tcnicas e baseando-se na anlise dos resultados ps-implantao,

sendo estes dados coletados atravs de inspees peridicas e acompanhamento

do comportamento de carga (hbitos de consumo) junto comunidade.

5 ANLISE DOS RESULTADOS

Visando o cumprimento dos objetivos do estudo em referncia, e como

forma de possibilitar uma viso mais abrangente do processo que resultou no

atendimento com energia eltrica comunidade Barra do Ararapira, em sua anlise

sero abordados os dados tcnicos que subsidiaram a implantao do sistema de

gerao distribuda fotovoltaico, relacionando-os s perspectivas e expectativas da

comunidade ps-implantao.

5.1 ESTUDO DE DEMANDA E CONSUMO ENERGTICO

Para o dimensionamento do sistema, a estimativa de consumo das unidades

residenciais foi estabelecida atravs da instalao de unidades piloto, e ainda com a

realizao de pesquisa informal das intenes de compra de eletrodomsticos. Para

isto, foram instaladas 8 unidades piloto em domiclios da regio com caractersticas

similares, cujo consumo mdio obtido foi de 58 kWh, conforme apresentado no

QUADRO 2, a seguir.


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QUADRO 2 ESTUDO DE DEMANDA RESIDENCIAL

Unidade Perodo Avaliado Potncia Instalada (kW) Consumo Mdio (kWh) Cons. Mdio Dirio (Wh/dia)

1 14/04/08 a 30/10/09 1,60 75 2.500

2 05/05/08 a 30/10/09 0,90 44 1.470

3 28/05/08 a 30/10/09 1,30 68 2.270

4 16/06/08 a 30/10/09 0,80 49 1.630

5 30/06/08 a 30/10/09 1,00 66 2.2006 01/07/08 a 30/10/09 1,20 58 1.9307 22/07/08 a 30/10/09 1,10 59 1.9708 13/08/08 a 30/10/09 0,90 45 1.500

Mdia 58 1.930


A premissa adotada para o dimensionamento do sistema, foi de que as

diferentes unidades consumidoras possuem cargas e hbitos dirios de consumo

diferenciados, colaborando para a formao de reserva de energia para a

coletividade.

A partir do estudo e parmetros utilizados para definio do consumo mdio

residencial, foi estipulado o perfil de consumo para cada tipo de unidade

consumidora, o que resultou na curva de carga apresentada na FIGURA 7, a seguir.

FIGURA 7 CURVA DE CARGA PARA ATENDIMENTO A UMA RESIDNCIA


Como se verifica no perfil de carga residencial, o horrio de pico no consumo

de energia para as unidades consumidoras da regio seria por volta de 8 h, com um

registro de aproximadamente 500 W/h.

A estimativa de consumo para o Centro Comunitrio de Produo - CCP, foi

estabelecida de acordo com as definies do Programa de Aes Integradas da


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Coordenao do Programa Luz Para Todos no Paran, o que resultou no perfil de

carga apresentado na FIGURA 8, a seguir.

FIGURA 8 CURVA DE CARGA PARA ATENDIMENTO AO CCP


No caso do CCP, verifica-se atravs do perfil de carga traado um consumo

mdio constante na maior parte do dia da ordem de 500 W/h (com pico de 1.000

W/h), sendo o horrio de pico no consumo de energia por volta de 18 h, com um

registro de aproximadamente 1.800 W/h.

Para o Telecentro, a estimativa de consumo foi estabelecida de acordo com

as recomendaes de montagem do Ministrio das Comunicaes, resultando no

perfil de carga apresentado na FIGURA 9, a seguir.

FIGURA 9 CURVA DE CARGA PARA ATENDIMENTO AO TELECENTRO



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Com o horrio de funcionamento do Telecentro estabelecido entre 18 e 23 h,

verifica-se atravs do perfil de carga traado um consumo mdio neste perodo da

ordem de 4.000 W/h.

O resultado destas anlises, determinou as caractersticas tcnicas e

econmicas para implantao do sistema, conforme apresentado no QUADRO 3, a

seguir.

QUADRO 3 ESTUDO DE DEMANDA RESIDENCIAL

Potncia instalada total do sistema 64,89 kW

Investimento total do sistema R$ 1.586.165,00

Investimento por consumidorResidencial = R$ 15.282,87 ; CCP = R$ 146.314,63 ;

Telecentro = R$ 232.503,68

Disponibilidade energtica mnima mensal para a comunidade 4.425,84 kWh/ms

Disponibilidade energtica mnima mensal por consumidorResidencial = 45 kWh/ms ; CCP = 405,18 kWh/ms ;

Telecentro = 690,66 kWh/ms


5.2 AVALIAO PS-IMPLANTAO

Com o acompanhamento ps-implantao realizado junto comunidade, na

forma de orientao e verificao de hbitos de consumo, constatou-se que o

sistema de gerao fotovoltaico inicialmente cumpriu seu objetivo dentro dos

critrios tcnicos de projeto, proporcionando:

a) Incluso social;

b) iluminao permanente atravs de lmpadas fluorescentes

compactas, eliminando o uso de velas e querosene;

c) possibilidade de uso de sistema de refrigerao nas residncias

(geladeira fornecida pelo Programa de Eficientizao Energtica);

d) possibilidade de instalao de equipamentos para transformao do

produto in-natura em produto acabado nas residncias e centros

comunitrios (CCP);e) possibilidade de adequao da escola, permitindo a conservao da

merenda escolar, acesso aos programas governamentais de ensino a

distncia, incluso digital e iluminao;

f) reduo de gastos com combustveis e melhoria da qualidade de vida;

g) reduo do uso de outras fontes energticas de maior impacto

ambiental.


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Passada a fase inicial, foram evidenciadas novas necessidades das famlias

atendidas, com alterao no seu perfil de consumo resultante de:

a) aumento da renda na comunidade pela disponibilidade de energia

eltrica;

b) facilidade de crdito no mercado para aquisio de bens de consumo;

c) mudana de hbito propiciado pela incluso digital; e

d) expectativa por maior conforto e comodidade no seu dia a dia, alm

do atendimento s suas necessidades bsicas.

Diante disso, o sistema de gerao passou a operar com defasagem em

relao expectativa dos atendidos, ou seja, a disponibilidade de 45 kWh/ms

passou a ser insuficiente no atendimento demanda das famlias.

Sob o ponto de vista tcnico-econmico, atualmente no Brasil o sistema degerao fotovoltaico enfrenta fortes resistncias devido a seu custo elevado em

comparao a um sistema de fornecimento convencional, conforme dados

atualizados apresentados no QUADRO 4, a seguir.

QUADRO 4 COMPARATIVO DE CUSTO SISTEMA CONVENCIONAL X

FOTOVOLTAICO

Tipo de Sistema Custo Atual / Consumidor (R$)

Convencional 6.200,00

Fotovoltaico 21.000,00


Outro fator importante, que a autonomia inicialmente prevista em projeto

at 3 dias sem a incidncia de sol no foi cumprida, em consequncia do

desconhecimento inicial em relao a algumas caractersticas que poderiam ser

melhor detalhadas na especificao tcnica de equipamentos, alm da qualidade e

limitao tecnolgica de alguns destes itens disponveis no mercado brasileiro para

confeco do sistema de gerao. Desta forma, a mxima autonomia verificada foide 2 dias, o que contribuiu para a insatisfao de parte dos consumidores atendidos.

O atendimento realizado pela Copel Distribuio com a topologia de

minirrede foi uma iniciativa pioneira no Brasil, o que justifica o desconhecimento

inicial de algumas caractersticas tcnicas e sua funcionalidade. Como resultado do

acompanhamento realizado ps-implantao, foram revisadas normas e


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procedimentos para melhoria desse tipo de sistema, com destaque para os

seguintes pontos:

1. Reviso de critrios de projeto:

Ajuste no fator a ser considerado para o clculo das perdas nos

equipamentos, especialmente inversores, cujos dados reais eram

inicialmente desconhecidos mas constatou-se que podem resultar na

perda de at meio dia de autonomia do sistema.

2. Especificao das placas (paineis):

Aumento da eficincia exigida para as placas (W/m).

3. Especificao do "controlador de carga" da bateria:

O equipamento utilizado inicialmente responsvel pelogerenciamento da carga dos paineis para as baterias , era do tipo

"ponto fixo" (tecnologia PWM - Pulse Width Modulation), e teve sua

especificao alterada para utilizao dos equipamentos com a

tecnologia MPPT (Maximum Power Point Tracking), a qual resulta em

melhor carregamento das baterias devido ao controle mais eficiente

dos parmetros temperatura, luz incidente e efeitos de

sombreamento. Esta alterao resultou em melhoria de cerca de 30%

na eficincia do sistema (autonomia e qualidade do fornecimento comreduo de perdas).

4. Dimensionamento de condutores:

Com a alterao na especificao do controlador de carga, os

condutores que conectam este equipamento s baterias tiveram seu

dimensionamento alterado de 6 para 25 mm.

Adicionalmente, a Copel Distribuio concluiu em maro/2015 a instalao

de um Laboratrio no municpio de Paranagu (ver FIGURA 10, a seguir), o qual

simula as condies de um sistema real com fornecimento por meio de geraofotovoltaica, para aprofundar os estudos referentes esta tecnologia e projeto do

sistema.


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FIGURA 10 LABORATRIO PARA ESTUDO SISTEMA FOTOVOLTAICO


Ainda no primeiro semestre de 2015, parte da Comunidade ser atendida

com a instalao de sistema fotovoltaico contemplando as novas especificaes.

5.3 PERSPECTIVAS E DESAFIOSConsiderando a anlise aqui realizada, entre as principais perspectivas e

desafios para a difuso desta forma de gerao distribuda pode-se relacionar:

a) Falta de tecnologia nacional para reduo dos custos de implantao;

b) conflitante poltica de tarifa x investimento, ou seja, o reflexo direto

dos investimentos realizados pelas concessionrias de energia

eltrica na tarifa ao consumidor final;


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c) poltica de subsdios desfavorvel a este sistema de gerao;

d) adequao da regulamentao do setor eltrico, estipulando garantia

de fornecimento acima do valor mnimo atual (13 kWh/ms); e

e) incentivo e divulgao deste mtodo para a sociedade, tornando-o

mais atrativo aos consumidores e, consequentemente, aos

fornecedores e desenvolvedores de tecnologia para este fim.

Por fim, verifica-se a dependncia direta de aes governamentais, como

forma de viabilizar a implantao em larga escala deste modal.

6 CONCLUSO

A iniciativa abordada neste estudo alcanou sua proposta de incluso social,

sobrepujando mtodos de gerao mais convencionais ao mercado de energiaeltrica.

Conforme demonstrado, embora tenha sido constatada a necessidade de

melhoria em critrios de projeto e especificao de equipamentos por se tratar de

tecnologia pouco conhecida e de iniciativa pioneira sob a vigncia da nova

legislao , a percepo de um saldo positivo e gratificante em relao ao

atendimento realizado, na medida em que se observam os benefcios oferecidos

comunidade tambm na forma de incluso digital, qualidade de vida (conforto,

comodidade e conservao de alimentos) e melhoria da renda familiar(transformao de produtos in-natura).

Como resultado, foi verificado que o custo por consumidor residencial no

atendimento cerca de R$ 21.000,00 , torna a tecnologia em anlise bastante

dispendiosa em nossa realidade, especialmente quando comparada aos sistemas

convencionais de fornecimento de energia eltrica. Esta significativa

desproporcionalidade, parte da razo pela qual depreende-se que a utilizao de

sistemas inteligentes de gerao distribuda, a partir de fontes renovveis, com a

aplicao de subsdios que os tornem economicamente viveis, se viabilizar com aadoo de polticas pblicas eficazes na busca de solues para a diversificao da

matriz energtica brasileira e para o crescimento sustentvel do pas, o que passa,

principalmente, pela conscientizao da diminuio irreversvel das reservas de

fontes de energia no renovveis.

Pode-se destacar os avanos aqui verificados com a regulamentao do uso

desta forma de gerao distribuda, porm h necessidade de aperfeioar o modelo


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com a reviso dos valores que norteiam as polticas de desenvolvimento energtico

brasileiro, onde somente a abertura de discusso junto sociedade poder superar

os desafios apresentados.

REFERNCIASAGNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELTRICA - ANEEL (a).Banco de Informaes de Gerao -BIG.Disponvel em: http://www.aneel.gov.br.Acesso em: 12 ago. 2014.

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AGNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELTRICA - ANEEL (c).Resoluo Normativa n 482.Estabelece as Condies Gerais para o Acesso de Microgerao e Minigerao Distribuda aosSistemas de Distribuio de Energia Eltrica, o Sistema de Compensao de Energia Eltrica, e dOutras Providncias.2012. Disponvel em: http://www.aneel.gov.br.Acesso em: 12 ago. 2014.

AGNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELTRICA - ANEEL (d).Resoluo Normativa n 493.Estabelece os Procedimentos e as Condies de Fornecimento por Meio de Microssistema Isolado deGerao e Distribuio de Energia Eltrica - MIGDI ou Sistema Individual de Gerao de EnergiaEltrica com Fonte Intermitente - SIGFI. 2012.Disponvel em: http://www.aneel.gov.br.Acesso em: 12ago. 2014.

ASSOCIAO BRASILEIRA DA INDSTRIA ELTRICA E ELETRNICA - ABINEE.Propostas paraInsero da Energia Solar Fotovoltaica na Matriz Eltrica Brasileira.Jun. 2012. Disponvel em:http://www.abinee.org.br.Acesso em 30.08.2014.

COPEL DISTRIBUIO S.A. Acervo Tcnico Referente aos Estudos e Obras Realizadas paraInstalao de Sistemas Fotovoltaicos no Litoral do Paran. 2012-2015.

ELETROSUL CENTRAIS ELTRICAS S.A.Energia Solar Fotovoltaica. Disponvel em:http://www.eletrosul.gov.br.Acesso em: 16 out. 2014.

EMPRESA DE PESQUISA ENERGTICA - EPE. Plano Nacional de Energia 2030. PNE 2030, 2007.Disponvel em: http://www.epe.gov.br.Acesso em: 10 mar. 2014.

FRAIDENRAICH, Naum; LYRA, Francisco. Energia Solar: Fundamentos e Tecnologia de ConversoHeliotermoeltrica e Fotovoltaica. Recife, PE: Ed. Universitria da UFPE, 1995.

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VECCHIA, Rodnei. O Meio Ambiente e as Energias Renovveis: Instrumentos de LideranaVisionria para a Sociedade Sustentvel. Barueri, SP: Manole: Minha Editora, 2010.
http://www.aneel.gov.br./http://www.aneel.gov.br./http://www.aneel.gov.br./http://www.aneel.gov.br./http://www.abinee.org.br./http://www.eletrosul.gov.br./http://www.epe.gov.br./http://www.mma.gov.br./http://www.mma.gov.br./http://www.epe.gov.br./http://www.eletrosul.gov.br./http://www.abinee.org.br./http://www.aneel.gov.br./http://www.aneel.gov.br./http://www.aneel.gov.br./http://www.aneel.gov.br./


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APNDICE AOPES TECNOLGICAS A SEREM UTILIZADAS

Tecno logia Avaliada Analise de viabilidade

Mini Central Hidreltrica ( )No h presena de rios prximos em que possa seraplicada esta tecnologia.

Micro Central Hidreltrica ( )No h presena de rios prximos em que possa seraplicada esta tecnologia.

Sistema Hidrocintico ( ) No h presena de rios prximos em que possa seraplicada esta tecnologia.

UTE a Biocombustveis ou GsNatural

( )

No h permisso ambiental para plantas de gerao destanatureza como tambm o investimento no se viabilizariapara o pequeno nmero de unidades consumidoras a seratendida.

Usina Solar Fotovoltaica ( x )

Atendimento aprovado pelos rgos ambientais comrestrio de cobertura de rea por painis menor do que 36m, por central geradora.

H viabilidade tcnica de atendimento devendo sersubdividida em diversas centrais de gerao para reduzir area coberta.

Custos de implantao estimados em R$ 15.282,87 porunidade consumidora atendida.

A opo no atende plenamente os anseios da populao,especialmente para uso de chuveiros, devendo sercomplementada com outras tecnologias de aquecimento degua.

Gerao a diesel ( ) No h permisso ambiental para uso de geradores a dieselou a biocombustveis.

Aerogerador ( ) No h potencial elico na regio; os ventos de fracaintensidade e baixa regularidade so atribudosespecialmente a proximidade da formao da serra do mar.

Conexo ao Sistema Interligado deDistribuio por meio deTecno logias Especiais de redes.

( )

Tipo de cabo: Protegido ( ) Isolado ( X ) Subaqutico ( )

Para rede de distribuio area, tambm no se obtevepermisso ambiental para uso desta tecnologia.

Sistema hbrido

(Combinao de fontes: Solar,Elica, Biomassa, Hdrica, Diesel.)

( )A nica fonte com alguma viabilidade de utilizao foi afotovoltaica; portanto, esta anlise no se aplica.

Minirrede BT ( x )

Tipo de cabo: Nu ( ) Isolado ( X ) Subaqutico ( )

Aplicvel com o objetivo de aumentar a autonomia deabastecimento de energia eltrica.

Minirrede MT ( )Tipo de cabo: Nu ( ) Isolado ( ) Subaqutico ( X )

No aplicvel.

sistema de geracao fotovoltaica

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