II Congresso Estadual de Iniciação Científica do IF Goiano II Congresso de Pesquisa e Pós-Graduação do Câmpus Rio Verde do IF Goiano 11 a 14 de novembro de 2013
A ENERGIA FOTOVOLTAICA NO CONTEXTO BRASILEIRO: AVANÇOS E POSSIBILIDADES SILVA, Kárita Cardoso Bento da (Estudante IC) 1; ABDALA, Lívia (Colaborador)2; LIMA, Rodolpho (Colaborador)3; SILVA, Aluízio Antônio Fernandes da (Colaborador) 4; FERNANDES SOBRINHO, Marcos (Orientador)5. 1
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano – Câmpus Urutaí.
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RESUMO: Dado que o Sol é considerado uma fonte “limpa” de energia, a conversão fotovoltaica vem sendo mais estudada para seu melhor aperfeiçoamento, vez que poderá substituir outras fontes geradoras de energia elétrica. A implantação de placas solares em residências e empresas tem trazido benefícios, dependendo do tempo de irradiação e sua intensidade. A pesquisa é de cunho qualitativo, com enfoque bibliográfico na qual foi feita uma breve contextualização histórica da energia fotovoltaica, sobretudo no contexto brasileiro. O estudo possibilitou comparações com outras formas de “produção” de energia com foco renovável, permitindo discussões acerca de sua viabilidade econômico-financeira, quanto à sua implantação em um câmpus do Instituto Federal Goiano. O estudo de sua viabilidade levou em conta métodos quantitativos utilizados pela Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica, de sorte que, neste quesito, os resultados apontam para inviabilidade da implantação dessa energia. Palavras-chave adicionais: Energia Fotovoltaica, Placas Solares, Viabilidade Econômico-Financeira. INTRODUÇÃO Num mundo onde a tecnologia vem avançando muito, muitos estudiosos também fazem as pesquisas na área da energia fotovoltaica por ela conseguir substituir o petróleo que foi com a crise dele (1973) que fez com que houvesse um investimento nessa tecnologia. [...] embora o fotovoltaico se apresente atualmente como uma tecnologia muito cara, é uma aposta de futuro, com potencial para alcançar níveis de custo competitivos com outras fontes energéticas atualmente utilizadas (PROENÇA, 2007, p.36)
Como hoje a energia elétrica é usada para sobrevivência, precisa-se pensar em alternativas mais viáveis ao se produzir energia de forma sustentável e “limpa”. Objetivou-se mostrar, por meio desse levantamento, como surgem e como se desenvolveram alguns dos mecanismos de funcionamento da energia fotovoltaica e para que ela é utilizada. Para além desse levantamento, procurou-se analisar a viabilidade de sua implantação em um câmpus do Instituto Federal Goiano que se apresenta, aqui, como campo da pesquisa. MATERIAL E MÉTODOS Os materiais utilizados foram documentos e ou arquivos disponíveis na rede mundial de
computadores, em que foram identificados artigos em periódicos nacionais e internacionais, reportagens e assemelhados, tendo como recorte temporal os últimos sete anos. Na comparação de energias optou pelas energias: Energias das Hidroelétricas, Energia Eólica e a Energia Maremotriz, dado que, para o contexto brasileiro, apresentam-se com aspectos favoráveis como: o topográfico, velocidade do vento e extensa costa marítima. Para o calculo da viabilidade, tomou-se como local (objeto de análise), uma sala de aula do pavilhão do curso de Licenciatura de Ciências Biológicas, de um câmpus do IF Goiano. Fez-se, então, uma estimativa de consumo de energia elétrica, a partir do tipo e da quantidade de aparelhos, assumindo que ficam ligados durante 12 horas por dia (4 horas cada período), durante cinco dias por semana, e ao longo de quatro semanas, em um mês. Na escolha das placas fotovoltaicas optou pelo Kit Solar Fotovoltaico 700Wp (5 x 140Wp), que inclui: cinco Painéis Solares Fotovoltaicos, um Controlador de Carga, um Inversor e cinco baterias estacionárias. RESULTADO E DISCUSSÃO Do ponto de vista evolutivo da energia e da placa fotovoltaica, foi em 1839 que Edmon Bequerel observou a diferença de potencial. Segundo Nascimento (2004, p.10), “foi observada
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uma diferença de potencial nas extremidades de uma estrutura semicondutora, quando incidia uma luz sobre ela.”. Em 1877: “W. G. Adams e R. E. Day utilizaram as propriedades fotocondutoras do selênio para desenvolver o primeiro dispositivo sólido de produção de eletricidade por exposição à luz” (VALLÊRA, 2006, p.10).
A história da primeira célula solar começou em Março de 1953 quando Calvin Fuller “[...], nos Estados Unidos da América, desenvolveu um processo de difusão para introduzir impurezas em cristais de silício, de modo a controlar as suas propriedades elétricas (um processo chamado “dopagem”). (VALLÊRA, 2006, p.11).
A primeira aplicação da placa solar foi em uma rede telefônica, depois foi utilizado na corrida espacial em satélites. À sombra da corrida espacial, os primeiros 25 anos de vida da célula solar implicaram a procura por maiores eficiências. Paralelamente a isso, o choque petrolífero e a percepção das ameaçadoras alterações climáticas, devido à emissão de gases causadores do efeito estufa, também contribuem para o desenvolvimento de técnicas de processamento de células com menores custos. (VALLÊRA, 2006).
O estudo revela ser possível notar que a energia fotovoltaica precisa ser mais acessível ao consumo, e também que é a energia das hidroelétricas que cada vez mais toma o lugar das outras energias por apresentar menor impacto ambiental e menor relação custo versus benefício.
Figura 1 – Oferta Interna de Energia Elétrica por Fonte https://ben.epe.gov.br/downloads/Relatorio_Final_BE N_2012.pdf (2012, p. 16)
segundo da ABIEE (2012, p.64 e 65) diz que viabilidade da energia solar será medida pela razão direta entre as tarifas de energia com impostos e o custo de produção da energia solar, para uma relação superior a 1,0 indica que a energia solar fotovoltaica já é competitiva e uma relação inferior a 1,0 indica que a energia solar fotovoltaica ainda não é competitiva. Indicador de viabilidade = 876,09/6348,00 = 0,13. CONCLUSÃO De acordo com o exposto, o valor encontrado para o fator de viabilidade foi de 0,13, o que aponta para, no caso analisado, obtenção de energia elétrica, por esse procedimento, ainda não competitivo. Em números, isso significa que a quantidade de kits fotovoltaicos necessária para suprir a demanda energética de uma sala deve ser de 15 kits, e para todo o pavilhão, 180 kits. Contudo, o preço total dos kits para uma sala é igual a R$ 95.220,00, e para todo o pavilhão seria de R$ 1.142.640,00, o que aponta para a inviabilidade da utilização da energia fotovoltaica. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BRASIL. Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica. Propostas para Inserção da Energia Solar Fotovoltaica na Matriz Elétrica Brasileira. Preparado por Grupo Setorial de Sistemas Fotovoltaicos da ABINEE, Jun/2012. Disponível em: < http://www.abinee.org.br/informac/arquivos/profot ov.pdf> Acesso em: 22/4/2013. NASCIMENTO, Cássio Araújo do. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DA CÉLULA FOTOVOLTAICA. Disponível em: < http://www.solenerg.com.br/files/monografia_cassi o.pdf>. Acesso em: 1/5/2012. PROENÇA, Emanuel Dâmaso Rodrigues Brinquete. A energia solar fotovoltaica em Portugal: Estado da Arte e Perspectivas de Desenvolvimento. 2007. Disponível em Acesso em: 1/5/2012. VALLÊRA, Antônio M. Meio Século de História Fotovoltaica. 2006. Disponível em: < http://www.gazetadefisica.spf.pt/magazine/article/ 472/pdf> Acesso em: 21/9/2012.
Para o calculo da viabilidade implantação da energia fotovoltaica foi utilizado a equação 2
