REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/ra10202502092036
Elias Fornazari Garcia1
RESUMO:
Em meio a crise do petróleo os países tentaram desenvolver meios de geração de energia renováveis, e neste período começou a se estudar mais sobre geração de energia fotovoltaica, que parece ser muito promissora se for realizados vários estudos para aumentar a sua eficiência. O objetivo deste trabalho é comparar os países que têm a maior capacidade para geração de energia fotovoltaica, com os países que mais produzem energia fotovoltaica e também analisar no Brasil os estados que mais produzem e as cidades que mais produzem energia fotovoltaica. Também o objetivo é avaliar a eficiência energética da placa fotovoltaica. A metodologia foi estudar e revisar materiais sobre o assunto abordado e técnicas para chegar ao resultado de acordo com o objetivo, a metodologia foi revisão bibliográfica. Os resultados foram bons mostrando que há uma necessidade de melhorar a eficiência da placa solar para captar toda energia proveniente do sol, também pudemos observar que o Brasil possui grande capacidade para produção de energia elétrica proveniente de energia solar. A conclusão foi que os países que mais tem capacidade para produzir energia por ter maior incidência solar, não produz com exceção da Austrália e do Brasil, o estado Brasileiro que mais produz é Minas Gerais e a Cidade Brasileira que mais produz é Florianópolis.
Palavras-chave: Energia Fotovoltaica, Energia solar, Eficiência energética, placa solar e Investimento em energia fotovoltaica.
ABSTRACT:
In the midst of the oil crisis, countries intended to develop means of generating renewable energy, and during this period they began to study more about photovoltaic energy generation, which appears to be very promising if several studies are carried out to increase its efficiency. The objective of this work is to compare the countries that have the greatest capacity for generating photovoltaic energy, with the countries that produce the most photovoltaic energy and also to analyze in Brazil the states that produce the most and the cities that produce the most photovoltaic energy. The objective is also to evaluate the energy efficiency of the photovoltaic plate. The methodology was to study and review materials on the subject covered and techniques to reach the result in accordance with the objective, the methodology was a bibliographic review. The results were good, showing that there is a need to improve the efficiency of the solar panel to capture all the energy from the sun. We can also observe that Brazil had a large capacity for producing electrical energy from solar energy. The conclusion was that the countries that have the most capacity to produce energy due to greater solar incidence, do not produce with the exception of Australia and Brazil, the Brazilian state that produces the most is Minas Gerais and the Brazilian city that produces the most is Florianópolis.
Keywords: Photovoltaic Energy, Solar energy, Energy efficiency, solar panel and Investment in photovoltaic energy.
INTRODUÇÃO:
Mesmo que todos pensem que a placa solar foi inventada no século XX, isso não está correto, pois o seu estudo começou muito antes disso. Em 1839, Edmond Becquerel, que era um físico francês, fez um experimento e observou que duas placas de latão imersas em um eletrólito líquido produziam eletricidade quando expostas à luz solar. A esse fenômeno deu o nome de efeito fotovoltaico. (MACHADO, MIRANDA, 2015).
Em 1883, Charles Fritts, que foi um inventor americano, baseado em Becquerel e seu fenômeno fotovoltaico, construiu a primeira bateria solar feita com folhas de selênio e mudou o elemento químico para melhor aproveitamento. Mesmo assim, esta construção de bateria solar tinha uma eficiência muito baixa, de fato ela convertia os raios solares em energia elétrica com uma eficiência apenas de 1%. Mas como naquela época só existia geração de energia elétrica através da queima de combustíveis e nada mais, então o inventor fez um avanço tecnológico para sua época, assim sendo este dispositivo teve muita repercussão, pois as pessoas não acreditavam que se poderia gerar energia desta forma. (MACHADO, MIRANDA, 2015).
Em 1954, os cientistas da Bell Labs, estudaram o latão no eletrolítico e o selênio, mas perceberam que o melhor elemento seria o silício, então desenvolveram através de pesquisas a primeira célula solar preparada à base de silício. Como o estudo era para arrumar maneiras para melhorar a eficiência da célula para a captura de energia solar, esta célula possuía uma eficiência de 6%, que na verdade já era um avanço desde o físico francês e depois pelo inventor americano que conseguiu 1%. Desde 1954, as pesquisas no ramo fotovoltaico não pararam mais. Em 26 de abril de 1954 o jornal americano “The New York Times” anunciou que as células fotovoltaicas de silício eram promissoras com a possibilidade de no futuro poderem ser aproveitadas como uma fonte de energia ilimitada, a radiação solar. (MACHADO, MIRANDA, 2015).
Como podemos ver hoje em dia de fato, o anúncio do jornal “The New York Times” estava correto. A quantidade de energia que o sol fornece todos os dias à Terra é suficiente para alimentar toda demanda energética diária do planeta diversas vezes, na verdade esta demanda não é suficiente para toda a população mundial, não temos energia elétrica o suficiente para suprir as necessidades de toda a população da terra, mais a energia que o sol manda para terra se for aproveitada com 100% seria suficiente para toda a população mundial. A superfície da Terra recebe cerca de 3072 joules por ano, ou seja, 988 TW (Terawatts) de energia solar, cerca de 10.000 vezes a mais do que a parte da população mundial que tem acesso à energia elétrica consome, dependendo da sua renda, porque se todo mundo que utiliza energia elétrica gasta-se muito, não teria o suficiente para tanta demanda. Considerando que no ano 2000 o consumo global de energia foi de 13 TW e a estimativa para 2050 é de 30 TW, a energia enviada pelo sol está sobrando excessivamente. (MACHADO, MIRANDA, 2015).
A tecnologia atual em sistemas fotovoltaicos ainda não alcançou um patamar satisfatório. Segundo Robert F. Service: “Se todas as casas dos Estados Unidos da América fossem cobertas com placas solares seriam produzidos 0,25 TW de energia elétrica, apenas 10% da energia elétrica consumida no ano 2000” e apenas 1.923% da energia elétrica consumida pelo globo em 2000. (MACHADO, MIRANDA, 2015).
Como os materiais para se fazer uma placa solar são caros, pois para obtem-lós demanda custos elevados, isso causa um problema para o custo da energia solar que ainda é caro ter um sistema desse tipo em casa. Segundo dados do CRESESB, no mercado internacional, o custo dos sistemas fotovoltaicos para o consumidor final varia de US$ 8 / Wp a US$ 10 / Wp, em que Wp (Watt pico) é a potência máxima que o painel fotovoltaico pode atingir. Já no Brasil, esse valor é estimado em R$ 10 / Wp, logo um sistema instalado de 1 KWp custaria R$ 10.000,00. Em média, no Brasil, o retorno financeiro se dá entre 6 a 10 anos, mas recentemente o retorno financeiro pode se dar entre 4 a 5 anos, o que não é exatamente uma má notícia, visto que os módulos fotovoltaicos (parte mais cara do sistema) atualmente têm garantia de 25 anos e pesquisas mostram que ele pode durar até 40 anos. (MEYER, 2012).
Como o sistema fotovoltaico depende da irradiação solar surge outra desvantagem do sistema fotovoltaico que é que ele não gera energia durante a noite, pois neste período o sol se encontra iluminando outro hemisfério, assim não temos nenhuma radiação solar durante a noite. Outro problema se dá pela variação do clima porque é importante lembrar que num dia chuvoso ou nublado ocorre geração de eletricidade, pois nestes dias possuem radiação solar, só que as nuvens diminuem sua intensidade, assim a eficiência é menor do que num dia ensolarado. Uma possível solução é o uso de baterias para armazenar energia, porém montar um banco de baterias é caro e tem vida útil pequena, cerca de 4 a 5 anos. (MEYER, 2012).
Desde a aprovação da Resolução nº 482 da ANEEL em dezembro de 2012, os sistemas fotovoltaicos podem ser conectados à rede elétrica, ou seja, a energia que está sendo gerada a mais pode ser vendida para a concessionária de energia local, dando maior viabilidade de utilização para o usuário final. Além disso, o preço dos módulos fotovoltaicos caiu substancialmente nos últimos anos. (MEYER, 2012).
Possuem uma cor uniforme, indicando silício de alta pureza e cantos tipicamente arredondados. Eles são feitos a partir de um único cristal de silício ultra-puro, este é fatiado como um “salame” fazendo assim, lâminas de silício individuais, que são então são tratadas e transformadas em células fotovoltaicas. Cada célula fotovoltaica circular tem seus “4 lados” cortados fora para otimizar o espaço disponível no painel solar monocristalino e aproveitar melhor a área do painel. O painel solar é composto por uma matriz de células fotovoltaicas em formações de série e paralelo: (MEYER, 2012).
Eficiência média do painel solar monocristalino: entre 15 a 22%. Técnica: Czochralski. Forma: Arredondada.
Tamanho padrão das células fotovoltaicas: 0,10 x 0,10m; 0,125 x 0,125m; 0,15×0,15m. Cor: azul escuro ou quase preto (com antirreflexo), cinza ou azul acinzentado (sem antirreflexo)
Vantagens do painel solar monocristalino:
• Atualmente os painéis solares monocristalinos possuem a eficiência mais alta dentre as tecnologias comercialmente viáveis. A eficiência dos painéis solares monocristalinos está hoje entre 15% e 22%;
• Painéis solares de silício monocristalino ocupam menos espaço.
Uma vez que estes painéis solares possuem uma eficiência maior eles necessitam de menos espaço para gerar a mesma quantidade de energia elétrica;
• A vida útil dos painéis monocristalinos é maior que 30 anos podendo chegar a 40 anos e eles vem com garantia de 25 anos;
• Tendem a funcionar melhor do que painéis solares policristalinos em condições de pouca luz.
Desvantagens do painel solar monocristalino:
• Painéis solares monocristalinos são mais caros.
• O processo Czochralski usado para produzir silício monocristalino resulta em grandes lingotes cilíndricos. Quatro lados são cortados dos lingotes para fazer as lâminas de silício, e por isso uma quantidade significativa do silício não é aproveitada naquela célula e precisa ser reciclada. A eficiência das células fotovoltaicas individualmente é maior que a do painel solar como um todo. Isso acontece, pois, ao encapsular a célula fotovoltaica durante o processo de montagem do painel solar, a luz que atinge a superfície da célula fotovoltaica, é filtrada pelo vidro em cima do painel e pelo material que encapsula reduzindo assim a eficiência do painel como um todo.
Painel solar fotovoltaico de silício policristalino
Os primeiros painéis solares à base de silício policristalino, foram introduzidos no mercado em 1981. Ambos, mono e poli cristalino são feitos de silício, a principal diferença entre as tecnologias é o método utilizado na fundição dos cristais. No policristalino, os cristais de silício são fundidos em um bloco, desta forma preservando a formação de múltiplos cristais (daí o nome policristalino). Quando este bloco é cortado e fatiado, é possível observar esta formação múltipla de cristais. Uma vez fundido, eles são serrados em blocos quadrados e, em seguida, fatiados em células assim como no monocristalino, mas é um pouco mais fácil de produzir. Eles são semelhantes aos de um único cristal (monocristalino) tanto no desempenho como na degradação, exceto que as células são ligeiramente menos eficientes. (MEYER, 2012).
Eficiência média do painel solar policristalino: entre 14 a 20%.
Técnica: Fundição de polisilício, aquecimento em forma.
Forma: Quadrada. Tamanho padrão das células fotovoltaicas: 10x10cm; 12,5×12,5cm; 15×15. Cor: azul (com antirreflexo), cinza prateado (sem antirreflexo).
Vantagens do painel solar policristalino:
• A quantidade de silício residual gerado durante o processo de corte das células fotovoltaicas é menor em comparação com monocristalino;
• Painéis policristalinos tendem a ser um pouco mais baratos que os painéis solares monocristalinos;
• A vida útil dos painéis policristalinos é maior que 30 anos e eles vem com garantia de 25 anos.
Desvantagens do painel solar policristalino:
• A eficiência de painéis solares policristalinos é tipicamente entre 14 e 20%. Isso é devido, principalmente, à menor pureza do polisilício. Painéis solares monocristalinos são normalmente mais eficientes;
• Menos Watts por hora por m². Você normalmente precisa de uma área maior de painéis policristalinos para gerar a mesma quantidade de Watts/m² que o painel monocristalino. Isto não necessariamente significa que o Mono é melhor que o Poli.
Materiais utilizados na fabricação de painéis solares
Silício (Si): Quase 80% dos painéis fotovoltaicos no mundo, são baseados em alguma variação de silício. Em 2018, cerca de 85% de todos os sistemas de energia solar fotovoltaica instalados em casas e empresas no mundo, utilizaram alguma tecnologia baseada em silício (Si). O silício usado em painéis solares assume muitas formas, e a principal diferença é a pureza dele. Quanto mais perfeitamente alinhadas estiverem as moléculas de silício, mais eficiente se torna a célula solar na conversão de luz solar em energia elétrica. A eficiência dos painéis solares depende da pureza do Silício (Si), mas os processos utilizados para melhorar a pureza do silício e o tratamento dele são caros e impactam diretamente no preço do painel solar (55-60% do custo de um painel solar convencional de tecnologia de silício cristalino, é referente ao silício bruto purificado e tratado). (MEYER, 2012).
DESENVOLVIMENTO:
A ORIGEM, E A ENERGIA FOTOVOLTAICA NO MUNDO:
A indústria de energia é uma das mais importantes e complexas dentro de toda a economia. No decorrer dos últimos dois séculos, o desenvolvimento econômico mundial esteve estritamente ligado à revolução tecnológica a partir do uso da energia elétrica. Pois sem energia um país não consegue aumentar sua industrialização, seus processos e seus comércios. Todo produto fabricado depende de energia elétrica para ser produzido. (VALOR ECONOMICO, 2019).
Dentre as energias renováveis, a energia fotovoltaica foi a que apresentou maior crescimento e que obteve maiores investimentos em todo o mundo nos últimos anos, com impressionantes USD 2 trilhões e quinhentos milhões, entre o período de janeiro de 2010 a dezembro de 2016, com crescimento de 263 GW e alcançando mais de 300 GW instalados. Atualmente é capaz de atender mais de 3,08% da demanda global, gerando mais de 0,4 TWh anualmente. (VALOR ECONOMICO, 2019).
O Brasil se destaca como uma possível potência da energia solar principalmente por possuir altos níveis de insolação. Esta é uma característica natural do Brasil, que possibilita vantagens para implementação da energia fotovoltaica, principalmente quando comparado com outros países em que esta fonte é mais desenvolvida, como a Alemanha. Desde 2012, vem se discutindo no Brasil formas de incentivo a esse novo mercado, aumentando os incentivos na geração de energia fotovoltaica através de um conjunto de elementos.
(VALOR ECONOMICO, 2019).
ENERGIA FOTOVOLTAICA NO MUNDO
Toda nova tecnologia tem como uma barreira de entrada no mercado os seus altos custos frente os concorrentes, pois como toda nova tecnologia sua produção é reduzida então os descontos com matéria prima e logística são menores e dependendo do material que se utiliza só fica viável inserida no mercado com um alto fluxo de saída. Isso é justificado principalmente pela ausência de ganhos de escala na comercialização e produção. Com a energia solar não é diferente. Sua entrada no mercado foi acelerada por diferentes motivos em cada país, levando à adoção de incentivos públicos. Os incentivos por diferentes economias mundiais têm sido expressivos na busca por energia vinda de fontes renováveis, com o firme propósito de reduzir o uso do carvão, petróleo e outras fontes finitas e poluentes. Os países com economias mais desenvolvidas estão à frente nesta questão. (VALOR ECONOMICO, 2019).
A Feed-in Tariff é um mecanismo utilizado por políticas públicas, destinadas a acelerar o investimento em fontes renováveis por meio da criação de uma legislação que obrigue as concessionárias regionais e nacionais a comprarem a eletricidade gerada em valores acima do mercado, estabelecidos pelo governo. Isto se dá por meio da oferta de contratos de longo prazo aos produtores de energias renováveis, normalmente com base no custo de geração de cada tecnologia. O Renewable Portfolio Standards (RPS) é um regulamento que exige o aumento da produção de energia a partir de fontes de energia renováveis, como energia eólica, solar, biomassa e geotérmica. (VALOR ECONOMICO, 2019).
O mecanismo RPS obriga as empresas de fornecimento de eletricidade a produzir uma fração especificada de sua eletricidade a partir de fontes de energia renováveis. Os produtores de energia renovável obtêm certificados para cada unidade de eletricidade que produzem e podem vendê-los juntamente com a sua eletricidade para suprir às empresas. (VALOR ECONOMICO, 2019).
Outro mecanismo que merece destaque é o leilão incentivado, em inglês tendering, este mecanismo busca promover o desenvolvimento efetivo das energias renováveis ao fornecer um esquema de alocação não discriminatório e transparente que diminui o suporte público. Como resultado, as propostas que participam dos leilões buscam reduzir o custo da sociedade limitando os subsídios do governo às plantas com melhor desempenho. (VALOR ECONOMICO, 2019).
A fim de aumentar o uso de renováveis nas matrizes energéticas, além de reduzir as barreiras para consumidores e aumentar a lucratividade, novas formas de incentivos e modelos de negócios estão ganhando apoio dos formuladores de políticas, por exemplo: esquemas de licitação, a medição líquida ou as políticas de cobrança líquida, os bancos verdes e as obrigações verdes. (VALOR ECONOMICO, 2019).
POLÍTICA E EVOLUÇÃO DE INCENTIVOS
China
A China, país que atualmente lidera os investimentos em energias renováveis, investiu aproximadamente USD 785 bilhões no setor fotovoltaico num período compreendido entre 2004 e 2017, 73% a mais que os EUA que até então era o maior investidor neste setor. Na China, o setor residencial é o setor que paga as tarifas mais baixas, em comparação ao comercial e industrial, além disso, o proprietário do projeto recebe da empresa de transmissão e distribuição de energia incentivo financeiro direto de cerca de 0,07 USD/kWh pelo excedente de geração de energia de seu projeto no mês de referência, sendo o subsídio das FiTs. (VALOR ECONOMICO, 2019).
Estados Unidos
Atualmente os EUA se destacam não somente por ser um dos países líderes em geração de energia fotovoltaica, mas sim por ter um mercado de energia solar que tem trazido contribuições relevantes à expansão desta fonte em todo mundo. O custo da energia renovável, especialmente a solar, caiu muito nos últimos anos no país, aproximadamente 75% em alguns estados, graças em grande parte aos incentivos fiscais que a indústria recebeu do governo americano desde 2006. Os principais incentivos financeiros nos EUA são: i) Descontos ii) Incentivos de desempenho iii) Créditos de energias renováveis (REC) iv) Crédito Tributário para investimentos v) RPS. (VALOR ECONOMICO, 2019).
Japão
Após a primeira crise, o governo lançou o programa nacional de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) chamado Luz do Sol. Este tinha como finalidade o desenvolvimento de fontes de energias renováveis até o ano 2000. O programa se manteve de 1974 até 1981, envolvendo tanto as atividades públicas como para a iniciativa privada no desenvolvimento de novas tecnologias energéticas. Após a segunda crise, o programa exigiu mais investimentos públicos no setor, pois os esforços feitos até então não foram suficientes para solucionar suas consequências. Em 2000 lançou o Projeto de Introdução e Promoção da Nova Energia em Nível Regional e o Programa de Apoio para Deter o Aquecimento Global em 2001. Em 2009, foi retomado o programa de subsídios para os sistemas fotovoltaicos residenciais e iniciado o programa para a compra da energia fotovoltaica excedente; a energia gerada e não consumida era enviada para a rede elétrica e era comprada pela fornecedora pelo dobro do valor em relação à geração convencional. Em 2011 o governo do Japão instituiu um programa de grande escala encorajando (e subsidiando) a construção de novas usinas solares. O apoio do governo japonês a esse setor foi aproximadamente três vezes maior que o oferecido pela Alemanha e China. Em 2015 a capacidade instalada do setor fotovoltaica no Japão cresceu em 11 GW, levando a sua capacidade instalada total para 34,4 GW. Neste modelo de negócio os proprietários receberão um aluguel pelo uso de seus telhados, enquanto as empresas de energia solar irão vender a produção dos sistemas à rede nacional de energia elétrica. (VALOR ECONOMICO, 2019).
Europa
Até o final de 2015, pelo menos 22 países alcançaram a marca de 1 GW ou mais de capacidade instalada. Os líderes de energia fotovoltaica por habitante foram: Alemanha, Itália, Bélgica e Grécia. A expansão do setor fotovoltaico foi resultado da redução dos custos de implantação e de novas tecnologias, do interesse dos investidores e do apoio político, aliado ao fato de que mais de 70% das novas instalações foram financiadas por pequenas e médias empresas.
Entre 2005 e 2018, a capacidade de geração de energia solar fotovoltaica na União Europeia aumentou de 1,9 GWp para 125,8 GWp. A projeção de crescimento para até 2050, é de 1411 GWp. (VALOR ECONOMICO, 2019).
Austrália
A Austrália está situada numa região com alto índice de irradiação solar e por meio de tratados políticos nos últimos anos tem se consolidado como uma referência em geração de energias limpas, chegando a compor a oitava colocação no ranking mundial em 2019. A política nacional é um incentivo para a indústria, voltada para acelerar novos projetos na Austrália. Mesmo com a recente queda dos custos da energia eólica e solar nos últimos anos, esse tipo de energia ainda concorre com fontes como carvão e gás, desenvolvidas durante anos por diferentes administrações públicas. A função é a redução dessa desigualdade. O primeiro é voltado para a instalação em residências, que foge do escopo do trabalho, e o segundo tem como meta a geração de 33,000 GWh por usinas solares em 2020. O RET funciona emitindo certificados para cada MWh produzido. Os certificados são então adquiridos pelas distribuidoras de energia e submetidos para a agência responsável pela regulamentação de energias renováveis (Clean Energy Regulator) para avaliar o compromisso da distribuidora perante o RET. Essa forma de comercialização cria um mercado que incentiva ambas as partes interessadas. A adoção de energias renováveis no país não é homogênea. Em algumas regiões onde a presença de energias renováveis está em fase inicial, o seu desenvolvimento vem sendo incentivado por meio de leilões, especialmente nos estados de Victoria e Queensland. Segundo o corpo especialista em renováveis do governo australiano os leilões tem como missão o desenvolvimento da região e economia como um todo, e não somente redução de preços. No caso da região de Victoria, o renewable energy targets (VRET) é de 25% de renováveis em 2020, chegando a 40% até 2025. O cenário da Austrália é de uma série de incentivos pontuais iniciados em 2012, e busca se beneficiar da alta irradiação do continente e da atratividade econômica das renováveis, além da redução de emissão de carbono no país, seguindo a tendência mundial. (VALOR ECONOMICO, 2019).
Assim, podemos ver que a eficiência de uma placa solar não é 100% é no máximo em laboratório 25%. Mas a placa solar é uma forma promissora de gerar energia elétrica, se captássemos toda energia do solar não precisaríamos de mais nada, vendo isso vários líderes de país do mundo fizeram programas com incentivos para a utilização desta forma de geração de energia, pois é limpa não polui e é o que buscamos hoje em dia.
METODOLOGIA:
1. Primeiro passo, estudar e entender a geração de energia solar com placas fotovoltaicas;
2. Segundo passo, pesquisar materiais com amplas informações sobre o assunto;
3. Terceiro, define os objetivos do trabalho e o título do trabalho;
4. Quarto, através dos objetivos fazer uma análise na literatura para alcançar estes objetivos.
5. Quinto, depois de tudo pronto, chegar em um resultado e uma conclusão para os objetivos e título do trabalho.
Neste trabalho foi aplicado o processo de revisão de literatura abrangente, imparcial e reprodutível, afim de identificar, localizar, avaliar e sintetizar o conjunto de problemas e erros evidentes dos estudos científicos para obter uma visão geral e confiável do assunto estudado.
Desta maneira foi preciso utilizar o método de procedimento para a sua realização, a revisão sistemática da literatura, levando em consideração a metodologia de Kitchenham (2007). A Revisão Sistemática da Literatura (RSL) é uma maneira ou instrumento para mapear, identificar e analisar trabalhos publicados no tema do trabalho em questão, de pesquisa específico para que o pesquisador seja capaz de elaborar uma síntese do conhecimento existente sobre o assunto (Biolchini et of., 2007). Para maior qualidade nas buscas e resultados do assunto pesquisado, ou seja, compreender o “estado da arte”.
De acordo com Cook, Mulrow e Haynes (1997), a revisão sistemática é baseada na aplicação de métodos com maior rigor científico, ou seja, através dela podemos rescrever, atualizar e melhorar outros trabalhos já publicados, podendo alcançar melhores resultados e reduzir erros. Esse processo permite ao pesquisador possa analisar todos as opiniões de diversos autores, de diversas datas e com a tecnologia recente, posso de maneira estipular melhores formas para se trabalhar com o tema, assim sendo possível, compilar dados, mudar hipóteses, estimar tamanho de amostras que na verdade foram indicadas nos artigos pesquisados, ou mesmo, contando com os artigos pesquisados, definir melhor o método de pesquisa a ser adotado para aquele problema, e apresentar uma definição para as direções para futuras pesquisas.
A fase inicial da revisão sistemática da literatura teve como objetivo encontrar o maior número de trabalhos significativos na área da pesquisa que pudessem responder os objetivos desta pesquisa.
RESULTADOS:
A eficiência de um painel solar é basicamente a porcentagem de energia da luz do sol que o painel solar converte em energia elétrica por m².
Painel Solar 530W Jinko Bifacial – Mono (JKM530M-72HL4-TV) : 2274 mm × 1134 mm
Calcule a área do Painel Solar => 2,274 m × 1,134 m = 2,578716 m²
Divida a potência do Painel Solar por sua área => 530 / 2,578716 = 205,529 Watts/m²
Divida o resultado acima por 10 para chegar na eficiência em porcentagem => 205,529 / 10 = 20,55 %
Ou seja, o painel solar 530W Jinko Bifacial – Mono (JKM530M-72HL4-TV) calculado acima possui uma eficiência de 20,55% nas condições padrão de teste. Este painel solar custa R$899,00 reais e possuí uma eficiência muito boa, pois se 1000W de energia solar irradiar sobre esta placa ela vai gerar 205,53 W, mas como ela é de 530 W, logo a incidência da luz solar é de 2579,08 W assim 20,55% dá 530 W, podemos ver se a placa solar tivesse uma eficiência de 100% uma placa solar como esta que uma das melhores teria 2579,08 watts, assim sendo quase 5 vezes melhor, desta forma o número de placas solares a serem instaladas diminuíram 5 vezes, ou seja, se fosse 20 placas, com a eficiência máxima só necessitária de 4 placas assim diminuindo a área e o preço, por isso é por continuar os estudos para viabilizar melhor a eficiência de uma placa solar, para que ela capture o máximo possível de energia solar, pois assim, se você tivesse que gastar 20000 reais com 20 placas solares, você só gastaria 4000 reis, e ai o retorno em anos diminuiria muito bem e custo do kwh também diminuiria. Assim, os resultados mostram que é necessário melhorar a eficiência das placas fotovoltaicas para melhor aproveitamento e também para redução de custos, pois se fosse um hidrelétrica que tivesse só 20,55% de aproveitamento de energia gerada ela seria inviável, mas como a energia solar é de graça vem do sol então está porcentagem, já faz muita diferença.
Como podemos ver na figura 1, o Brasil, a América Central, Sul e Norte da África e na Austrália, são os locais que mais tem irradiação solar do globo, assim estes locais possuem a maior capacidade para geração de energia fotovoltaica. E o Brasil é um deles, tem uma grande capacidade para gerar energia proveniente do sol, muito mais que a China, Estados Unidos e Europa, assim chegamos no Resultado que o Brasil e os países que possuem maior irradiação solar deveriam ser os que mais investem neste tipo de geração de energia. O único país que não é pobre e possui bastante irradiação solar é a Austrália que investe muito neste tipo de energia. Então com a figura 1 podemos ver que apenas a Austrália que investe em placas solares, sendo que o Brasil, México, Sul e Norte da África também tem este potencial. Aqui nós aproveitaremos muito melhor a geração de energia solar, mas áreas indicadas na figura 1.
Figura 1: irradiação solar no globo terrestre.
Fonte: Apostila da disciplina de FUNDAMENTOS DA ENERGIA SOLAR – Facuminas- Especialização em Energia fotovoltaica.
Figura 2: Tabela dos 10 países que mais geram energia solar no mundo.
Fonte: Dos autores.
Na figura 2, podemos ver que é a China que mais produz energia solar no mundo, como vimos ela também é a que mais investe nessa tecnologia. Mas não possuí um espaço no globo para uma boa irradiação solar, assim os únicos países que estão na figura 2 que poderiam usufruir ao máximo da energia solar seriam o Brasil e a Austrália com grandes capacidades incidindo em cima destes dois países para a geração de energia solar. Mesmo tendo está oportunidade de localização, o Brasil não gera mais energia solar por causa do custo que é para os mais pobres adquirem esta tecnologia. E este tipo de geração gera milhares de empregos no mundo.
Figura 3: Tabela dos 5 Estados Brasileiros que mais geram energia solar.
Fonte: dos autores.
Na figura 3, podemos ver que o Estado Brasileiro que mais gera energia solar é Minas Gerais, quase encostado com o Estado de São Paulo. A incidência de radiação solar nestes estados é maior.
Na figura 4, mostra as cidades Brasileiras que mais geram energia solar, a que mais produz é Florianópolis em Santa Catarina, esta cidade está entre os cinco estados do Brasil que mais produz energia solar.
Figura 4: Tabela das 5 Cidades Brasileiras que mais geram energia solar.
Fonte: Dos autores.
DISCUSSÕES:
De acordo com os resultados o Brasil possui uma localização no globo com regiões de maior incidência de radiação solar, assim se fosse investido dinheiro tanto público quanto privado, o país poderia aproveitar muito mais a energia proveniente do sol, mesmo que as placas solares não tenham uma eficiência de 100%, mas dá para gerar muita energia com a luz solar.
Para melhorar, o Brasil teria que investir em pesquisas para desenvolver placas solares com eficiência melhores e depois disso seria interessante e mais barato fabricar estas placas solares aqui no Brasil, porque silício temos muito, temos uma diversidade de minerais, e ficaria mais barato a logística do que a importação estrangeira com os fabricantes pagando os empregados em dólares, assim as placas solares ficam caras mesmo.
Mas se for desenvolvido pesquisas e conseguir aproveitar ao máximo a energia proveniente do sol até mesmo 100%, e se conseguirmos fabricar e produz estas placas aqui no Brasil, o preço será menor e a quantidade de placas também, assim sendo viável para os mais pobres. Também é bom criar programas de incentivos para os mais pobres conseguirem adquirir esta tecnologia. Mas conhecendo o mundo e o Brasil entendo que se esta forma for a melhor e mais barata geração de energia, há interesse das companhias elétricas e do governo, pois as companhias perderiam o lucro e aumentaria o desemprego e o governo politicamente deixaria de arrecadar impostos que paga o funcionalismo público. Assim acredito que mesmo evoluindo as companhias iriam taxar e o governo também só para não saírem no prejuízo.
CONCLUSÕES / CONSIDERAÇÕES FINAIS
Assim concluímos que a eficiência das placas solares precisa melhorar para poder captar tudo que o sol nos fornece de graça, pois a eficiência em laboratório é no máximo 25%, mas na prática não é tudo isso não.
Os países que mais têm capacidade para produzir energia solar são o Brasil, México e América Central, Austrália, Sul e Norte da África. Mas como vimos não são estes os lugares que mais produz energia solar. O país que mais investe e mais produz energia solar é a China, e também começou a fabricar placas solares.
O estado Brasileiro que mais produz energia solar é Minas gerais e a Cidade Brasileira que mais produz energia solar é Florianópolis, como vimos na figura de irradiação estas regiões possuem uma grande capacidade para produção deste tipo de energia.
Assim todos objetivos foram cumpridos, como eficiência das placas solares, os países que têm mais capacidade de produção de energia elétrica através da energia solar, o país que mais produz energia elétrica através de energia solar, e por último o Estado e a Cidade Brasileira que mais produz energia elétrica proveniente de energia solar. Os objetivos foram alcançados e os resultados foram satisfatórios, pois mostra que o Brasil possui uma grande capacidade natural para geração de energia elétrica através de placas solares.
REFERÊNCIAS:
Apostila da disciplina de FUNDAMENTOS DA ENERGIA SOLAR – Facuminas- Especialização em Energia fotovoltaica.
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1Graduado em engenharia de controle e automação pela UFLA, email: eliasfornazari@gmail.com
Especialização Energia Solar Fotovoltaica
https://orcid.org/0009-0000-0409-1665