OS CUSSTOS BENEFÍCIOS DA INSTALAÇÃO DE PAINÉIS FOTOVOLTAICOS EM UMA RESIDÊNCIA EM PORTO VELHO-RO

REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/pa10202409261631

Denis Roberto Gomes; Júlio César Pantoja Domingues; Madison Neri De Castro; Magno Francisco Silva De Lima; Roberto Mendes Viana; Orientador: Ms. João Edson Leite Júnior

RESUMO

Trata-se de produção científica cuja temática é o isso de energia fotovoltaica em imóvel residencial no município de Porto Velho. A Energia solar fotovoltaica é a energia elétrica produzida a partir do calor e da luz solar. Quanto maior a radiação solar nas placas solares, maior será a quantidade de energia elétrica produzida. A energia solar é considerada uma fonte de energia alternativa, renovável, limpa e sustentável. A energia solar vem sendo utilizada em residências, comércios, indústrias, em áreas rurais e na geração de energia elétrica por meio de usinas solares, sendo uma ótima opção para economia na conta de luz, além de ser uma energia alternativa, renovável e limpa. Existem 3 tipos de energia solar: a energia solar fotovoltaica, a energia solar térmica e a energia heliotérmica. Cada uma atua de uma forma diferente. O crescimento da tecnologia fotovoltaica no Brasil e no mundo tem se tornando cada vez mais acentuado. Isso é devido à diminuição dos custos dos equipamentos e ao aumento da informação da população a respeito de fontes alternativas de energia. Porém como qualquer tipo de tecnologia, os sistemas fotovoltaicos apresentam vantagens e desvantagens. Energia Solar Fotovoltaica: Vantagens e Desvantagens – O objetivo desse texto é esclarecer as principais delas e sanar eventuais dúvidas à respeito da geração de energia através do sol. O objetivo é demonstrar as vantagens desse tipo de energia em imóvel residencial de Porto Velho. A metodologia empregada foi a de revisão sistemática de literatura.

Palavra-chave: Energia Solar. Projeto. Residência. Vantagens e desvantagens.

ABSTRACT

It is a scientific production whose theme is that of photovoltaic energy in a residential property in the municipality of Porto Velho. Photovoltaic solar energy is the electrical energy produced from heat and sunlight. The greater the solar radiation on the solar plates, the greater the amount of electrical energy produced. Solar energy is considered an alternative, renewable, clean and sustainable source of energy. Solar energy has been used in homes, businesses, industries, in rural areas and in the generation of electric energy through solar plants, being a great option for savings in the electricity bill, in addition to being an alternative, renewable and clean energy. There are 3 types of solar energy: solar photovoltaic energy, solar thermal energy and heliothermic energy. Each acts in a different way. The growth of photovoltaic technology in Brazil and in the world has become increasingly accentuated. This is due to the decrease in equipment costs and the increase in the population’s information about alternative energy sources. However, like any type of technology, photovoltaic systems have advantages and disadvantages. Photovoltaic Solar Energy: Advantages and Disadvantages – The purpose of this text is to clarify the main ones and to resolve any doubts regarding the generation of energy through the sun. The objective is to demonstrate the advantages of this type of energy in a residential property in Porto Velho. The methodology used was that of systematic literature review.

Keyword: Solar Energy. Project. Residence. Advantages and disadvantages.

1. INTRODUÇÃO

A energia solar fotovoltaica é a energia elétrica produzida a partir do calor e da luz solar. Quanto maior a radiação solar nas placas solares, maior será a quantidade de energia elétrica produzida. A energia solar é considerada um a fonte de energia alternativa, renovável, limpa e sustentável.

O processo de geração de energia fotovoltaica há muito tempo é vista como uma tecnologia de energia limpa e sustentável, que se baseia na fonte renovável de energia mais abundante e amplamente disponível no planeta, o sol.

Sabe-se que o Brasil é detentor de imenso um potencial gigantesco para aproveitar esse recurso, embora ainda seja pouco explorada se analisarmos a quantidade de habitantes, tamanho territorial e a incidência solar, identificamos claramente que muito ainda pode ser aproveitado.

No Brasil, a principal fonte de geração de energia elétrica é a hidráulica, em seguida encontra-se a geração térmica (ANEEL, 2016). Como fontes alternativas e renováveis dessa energia observa-se o crescimento do uso da biomassa, dos ventos e da proliferação de pequenas centrais hidroelétricas, todas impulsionadas por programas governamentais de incentivo a Geração Distribuída (FRAUNHOFER, 2013).

A conversão de energia solar fotovoltaica apresenta elevado potencial no Brasil, onde a irradiação média diária está entre 4,8 e 6,0 kWh/m² por dia. Na Alemanha, país que possui a maior capacidade instalada em energia fotovoltaica, a máxima irradiação diária não ultrapassa 3,2 kWh/m² (COMERC, 2016).

Desta forma, a implantação desse sistema fotovoltaicos intrigados em residências e essencial para redução de despesas e a dependências de fontes de geração, assim contribuindo para o meio ambiente ao produzir energia limpa e renovável.

Para alguns especialistas o Brasil é um espelho a céu aberto pronto para refletir energia solar para qualquer pessoa.

A energia solar funciona da seguinte forma: os painéis solares captam a luz do sol e geram a energia que é “transportada” até o inversor solar, responsável por converter a energia elétrica gerada para as características da nossa rede elétrica. A geração de energia ocorre por meio do efeito fotovoltaico que consiste no surgimento de uma tensão elétrica em um material semicondutor, quando este é exposto à luz visível. O funcionamento das células fotovoltaicas que compõem os módulos é extremamente dependente da entrada das partículas de luz (os fótons) em seu interior.

A energia solar fotovoltaica funciona por meio do efeito fotovoltaico, gerando eletricidade; a energia solar térmica utiliza o sol como fonte de energia para aquecer líquidos; a energia heliotérmica também aquece líquidos e utiliza o vapor gerado para mover turbinas.

O funcionamento de sistemas de energia solar fotovoltaica utiliza painéis solares que captam a luz e geram, pelo efeito fotovoltaico, correntes elétricas contínuas, que são convertidas para correntes alternadas pelo inversor solar. Dessa forma, a eletricidade está pronta para ser distribuída no local, gerar créditos de energia ou ser armazenada.

Para a captação e armazenamento dessa energia é necessário o posicionamento das placas solares de modo que recebam uma maior radiação solar direta, sem a interferência de sombras.

A produção científica tem como objetivo demonstrar maneira clara e didática o processo de instalação de placas fotovoltaicas, armazenamento e posterior geração de energia em imóvel residencial na cidade de Porto Velho.

A metodologia empregada foi a de revisão sistemática de literatura.

2 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GERAL

Descrever quais os principais benefícios gerados pelo uso de placas fotovoltaicas em imóvel residencial no município de Porto Velho.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Caracterizar o que é energia limpa e sustentável;
Identificar os principais benefícios do uso de energia solar em imóvel residencial;
Analisar e implantar projeto específico para a implantação de energia solar em imóvel residencial
Calcular o potencial mínimo necessário para abastecer imóvel residencial;
Determinar o custo de instalação, e elaborar um sistema fotovoltaico para uma necessidade energética específica.

3 REVISÃO DE LITERATURA

3.1 ENERGIA LIMPA E SUSTENTÁVEL

O termo fotovoltaico vem do grego (Phos), que significa “luz”, e em “volt”, a unidade de força eletromotriz, o volt, que vem do sobrenome do físico italiano Alessandro Volta, inventor da pilha. O termo tem sido usado desde 1849. É a energia elétrica produzida pela luz solar, podendo-se obter resultados em dias chuvosos e nublados (CUNHA, 2018).

Pode-se afirmar que energia limpa é aquela que não libera, durante seu processo de produção ou consumo, resíduos ou gases poluentes geradores do efeito estufa e do aquecimento global. As fontes de energia que liberam quantidades muito baixas destes gases ou resíduos também são consideradas fontes de energia limpa. Nesse contexto, a produção e o consumo de energia de fontes limpas são de extrema importância para a proteção do meio ambiente e da manutenção da qualidade de vida das pessoas (XAVIER, 2021).

Como não geram gases do efeito estufa (ou geram muito pouco), não favorecem o aquecimento global do planeta. Por outro lado, como não há queima de combustíveis fósseis, não há geração de gases poluentes ou resíduos sólidos que podem prejudicar a saúde das pessoas. A energia limpa é também um importante fator para se garantir o desenvolvimento sustentável do planeta (NASCIMENTO, 2018).

A importância social da energia solar se deve ao fato de que a sua utilização contribui para que comunidades de baixa renda possuam acesso à luz solar, incentivando a melhoria do saneamento básico e outros serviços essenciais. Desta forma, é possível colaborar para que moradores, muitas vezes inferiorizados, tenham acesso à informação e sistemas simples que salvam vidas (SILVA, 2019).

Do ponto de vista ambiental, a importância da energia solar é por ser gerada sem emitir gases responsáveis pelo efeito estufa, sendo uma energia alternativa, limpa e renovável. Neste sentido, é fundamental que a população incentive a utilização dessa tecnologia a fim de melhorar sua relação com a natureza, favorecendo populações não abastecidas pela energia elétrica convencional. Além disso, é possível reduzir o consumo de energia elétrica e proteger as gerações futuras (RODRIGUES, 2018).

Entre os diversos motivos que afirmam a importância da energia solar, apontaremos algumas vantagens para o investimento. Portanto: a energia solar não é danosa ao meio ambiente; ela é totalmente gratuita e renovável; não faz nenhum barulho; necessita de uma mínima manutenção; possui baixo custo em relação à sua vida útil; painéis fotovoltaicos são fáceis de instalar; economia na conta de luz e pode ser utilizada em áreas isoladas de energia elétrica (SOUSA, 2018).

Usando um sistema de células fotovoltaicas feitas de materiais como silício e semicondutores para o processo de conversão de energia solar em elétrica, com a radiação solar sobre uma célula fotovoltaica os elétrons dos materiais se agitam assim gerando energia (FREITAS, 2019).

3.2 ENERGIA FOTOVOLTAICA: CONTEXTO INTERNACIONAL

Conforme a revista Photon Internacional (2016) no começo dos anos 90, o Japão foi o país pioneiro a introduzir em seu mercado a integração da sua energia através de telhados fotovoltaicos, junto a isso foi implementado a sociedade uma política de subsídio governamental. Era destinado com essa política um valor inicial de 70% do custo desse sistema fotovoltaico, assim o Japão teve um desenvolvimento que o tornou o maior produtor solar do mundo por um grande período.

A partir da década de 1990, vindo a ser tomado seu posto na Europa a partir do ano de 2007, fez com que o Japão obtivesse uma nova forma de mercado, onde se deu a transformação do país que era dotado do maior mercado fotovoltaico do planeta. A sua superação na Europa foi através da Alemanha no ano de 2006. Há alguns anos do período mais recente, o Japão voltou a fazer a política de incentivo do subsídio, sendo considerado um ótimo exemplo de políticas governamentais cujo objetivo era promover o avanço da energia elétrica através de sistemas fotovoltaicos (FREITAS, 2019).

De acordo com Sousa (2018) a Alemanha ficou conhecida pela sua implementação do programa denominado “renawable energy net pricing law” (Preço Líquido para Energia Renovável). Devido a essa implementação teve como resultado favorável um desenvolvimento eficiente e rápido da indústria alemã de energia fotovoltaica.

No período de 10 anos entre os períodos de 2000 a 2010, ocorreu um investimento nesse segmento de construções voltadas a instalações fotovoltaicas acima do valor de 15 bilhões de euros, fazendo com que a indústria Europeia superasse o Japão nesse mercado. Por essa razão, foi possível constatar a ocorrência de um declínio relativo ao custo da geração da energia fotovoltaica dentro do país (XAVIER, 2021).

A lei Alemã faz com que seja garantida a compra da energia gerada por micro e mini geradores, fez com que o mercado fotovoltaico crescesse e a sua demanda também, tornando a construção destes sistemas de geração de energia solar uma das indústrias de maior atração no país. A Alemanha trabalhou com eficiência para seu crescimento, onde a indústria fotovoltaica fez contínuas reduções de custos de sua rede e gradualmente, foi consolidando seu sistema de energia sustentável. Devido aos resultados alcançados pela Alemanha, as suas políticas têm sido replicadas em inúmeros países do mundo e que pode chegar até 40 países, alguns exemplos como: Itália, Espanha e algumas cidades dos Estados Unidos (BENEDITO, 2019).

De acordo com Bicalho e Cardoso (2018) devido essa busca cada vez maior por fontes de energias renováveis pelo mundo e pelo crescimento constante de incentivos em diversos países na incansável busca por esse mercado, vem ocasionando grande aumento na produção no mundo. Essa produção de energia é realizada através das chamadas células fotovoltaicas do mundo.

Exatamente no ano de 2016, pesquisas divulgadas demonstraram que ficou evidente a produção de células fotovoltaica foi de 37,2GW foram os números de células fotovoltaicas produzidas no ano de 2011, foi estipulado que o valor de 35% foi superior ao ano de 2000. Com esses dados ocorreu uma queda no preço dos módulos onde veio se declinando a cada ano.

3.3 USO DA ENERGIA SOLAR NO BRASIL

A crescente procura pela diversificação da matriz energética brasileira é motivada por dois principais fatores. O primeiro é devido às recentes crises de abastecimento das hidrelétricas por causa da diminuição das chuvas, principalmente no Estado de São Paulo, o que levou a redução da energia gerada por esse sistema. Este fato ocasionou à necessidade da utilização de termelétricas, aumentando dessa forma, significativamente, o preço da energia (FREITAS, 2019). O segundo fator é gerado pela necessidade de buscar fontes renováveis que contribuam para o desenvolvimento sustentável do planeta (ALMEIDA et al., 2016).

Diante deste cenário, a energia solar fotovoltaica apresenta-se como uma tecnologia em constante avanço, no Brasil e no mundo. A energia solar fotovoltaica é definida como a energia gerada através da conversão direta da radiação solar em eletricidade. Isto se dá, por meio de um dispositivo conhecido como célula fotovoltaica que atua utilizando o princípio do efeito fotoelétrico ou fotovoltaico (NHS, 2007).

De acordo com Nascimento (2018), a região Nordeste do Brasil tem níveis de radiação solar que se equiparam aos países com a maior fonte de recurso solar do mundo. O índice diário de incidência solar nesta localidade varia entre 4,5 kWh/m² a 6,3 kWh/m².

Freitas (2019) afirma que, de modo geral, 26% da radiação solar atinge a superfície terrestre de forma difundida, ou espalha-se pela superfície, enquanto que 25% incide de forma direta na região do Equador. A utilização de fonte solar para geração de energia elétrica proporciona diversos benefícios. Do ponto de vista elétrico têm-se: diversificação da matriz, aumento da segurança no fornecimento, redução de perdas e alívio de transformadores e alimentadores. No víeis ambiental e socioeconômico têm-se: aumento da geração de empregos locais, aumento da arrecadação e de investimentos (MERCADO SOLAR, 2017).

Apesar de todos os benefícios citados anteriormente da utilização do sistema de energia fotovoltaica, para que o investidor possa aderir a essa fonte renovável, é necessário ter certeza de que este tipo de empreendimento lhe proporcionará rentabilidade. Por isso, é de grande importância à realização de um estudo aprofundado envolvendo as variáveis do mercado para definir a tomada de decisão mais coerente e precisa. Dessa forma, o presente estudo torna-se justificável, uma vez que buscará, através de exemplos práticos, demonstrar a viabilidade técnica e econômica da instalação de um sistema de obtenção elétrica através de placas fotovoltaicas (INEE, 2017).

Quando a luz solar atinge uma célula fotovoltaica, uma pequena corrente elétrica é formada e posteriormente recolhida por fios ligados à célula e transferida para os demais componentes do sistema. Sendo assim, quanto mais células fotovoltaicas são ligadas em série ou em paralelo, maior a corrente e tensão produzidas (PEREIRA, et al., 2006).

O Brasil é um dos países com o maior potencial de geração de energia solar fotovoltaica. Produzida nos telhados das casas, estacionamentos, fachadas de edifícios ou em usinas solares de grande porte, é uma fonte de energia democrática, grande geradora de empregos, que traz tecnologia, conhecimento e inovação para empresas e universidades que ajudam nosso País a crescer e a se desenvolver com sustentabilidade (BENEDITO, 2019).

Quando olhamos dados de performance do setor nesse ano, percebemos que o Brasil está de fato bem posicionado para ser uma liderança mundial na área. Porém, quando olhamos para o uso da tecnologia, do ponto de vista do atendimento e suprimento da demanda, ainda estamos atrasados (ARAÚJO, 2015).

Enquanto o fator de capacidade média, que representa o índice de produtividade das usinas fotovoltaicas no mundo é de cerca de 11,6%, no Brasil números do Ministério de Minas e Energia (MME) já mostram que chegamos a quase 18%. Ou seja, nossa produtividade e performance é mais de 50% melhor do que a de outros países (MERCADO SOLAR, 2017).

As regiões Sudeste, Centro Oeste, Norte e Nordeste do País têm um enorme potencial, inclusive para grandes usinas de energia solar. Com esse potencial, a fonte, que há poucos anos era 0,1%, já passa de 1% da matriz elétrica nacional, ultrapassando neste ano a fonte nuclear (BENEDITO, 2009).

É importante ressaltar que não queremos competir com as outras renováveis, mas somar, agregar e complementar a matriz elétrica brasileira. Vamos continuar nessa trajetória, assim como as de outras renováveis, que hoje já são parte da liderança do nosso país (ARAÚJO, 2015).

O funcionamento do sistema fotovoltaico de energia, que é mais popularmente conhecido como sistema de energia solar, este é um sistema que realiza a produção de energia elétrica através da matéria prima radiação solar (CUNHA, 2018).

O sistema é responsável por fazer com que os consumidores domésticos possam ser os próprios geradores da sua energia elétrica e isso é devido à sua capacidade de captação de energia solar e as vantagens desse mecanismo, onde este pode ser considerado excedente a rede de distribuição de sua localidade (XAVIER, 2021).

De acordo com ANEEL (Agência de Energia Elétrica) são consideradas inovações dentro do setor energético brasileiro, a geração e distribuição em micro ou minicentrais de inovações dentro do setor energético do país, uma vez que aliado a economia financeira, consciência e socioambiental e sustentabilidade.

A instalação do sistema de geração de energia fotovoltaico é considerado um sistema simples e não necessita das residências sofrerem grandes adaptações a sua instalação. (BENEDITO, 2019).

O Brasil é dotado da capacidade quando levado em conta toda sua real capacidade de produção de energia, ou seja, todos os tipos de usinas que produzem a energia elétrica, a de capacidade e de 135 giga watts (GW). Desta quantidade, o número de 0,0010% é realizado através do sistema solar fotovoltaico, sistema esse que realiza a produção de energia elétrica através da luz do sol. Através desses números é capaz de ocorrer uma reflexão onde explica qual a razão de nosso país possuir uma utilização tão baixa de uma fonte tão barata e sustentável de energia que é abundante (XAVIER, 2021).

De acordo com A revista Potencial de Energia (2016) o nosso país vem realizando um aproveitamento ruim do seu potencial de produção de energia solar. A produção do Brasil quando comparada a outros países pode ser considerada residual, como por exemplo; a eólica. De acordo com a Empresa de Pesquisa Energética (2015) apontou como sua estimativa a produção de 283,5 milhões de MW por ano de energia fotovoltaica em caso de utilização total do seu potencial solar. A realização da utilização da potência do país seria mais do que suficiente para atender o consumo doméstico por mais de duas vezes, de 129 milhões de MW a cada ano. A cada região do país devido a sua capacidade, de investimento e posição é dotada por características que refletem no seu potencial, mas no Nordeste é considerada uma região que contém privilégios acima do que é considerado na média nacional (ARAÚJO, 2015).

Segundo Severino e Oliveira (2010) o Brasil possui o privilégio de ser o único país que recebe a quantidade de mais de 3000 horas de brilho solar por ano no mundo. Sendo a região Nordeste do país conta com uma incidência média diária entre 4,5 a 6 kWh. Devido a essa quantidade de energia solar, o Brasil pode ser considerado um dos países que possui maior capacidade solar do planeta. Entretanto, graças a essa abundância, fica demonstrado e justificado que se trata apenas de um incentivo para o desenvolvimento do setor no país.

Pode- se analisar através da imagem abaixo dentro do território brasileiro a irradiação solar em comparação com a Alemanha. A Alemanha é considerada o país da Europa que mais produz energia fotovoltaica do mundo e o Brasil possui em seus estados o que apresentar menor nível é de 40% superior ao melhor ponto de isolação dentro da Alemanha e assim, pode se concluir o tamanho do potencial do Brasil em relação a outros países (FREITAS, 2019).

Métodos e Políticas a serem trabalhadas no Brasil para gerar o aumento da utilização e exploração do seu potencial solar para a produção de energia:

a) Como ocorrido no Japão deve ser realizado incentivos de natureza fiscal e uma desoneração monetária, para que se possa incentivar o investidor a cada vez mais optar por esse tipo de produto;

b) Deve ser realizado um incentivo através de verbas e redução de custos fiscais cujo objetivo é promover a pesquisa do setor e deve ser feita uma inovação, quanto a tecnologia de aprimorar a produção nacional do Brasil;

c) É papel do governo incentivar de todos os meios possíveis as indústrias responsáveis pela produção de células solares e de módulos fotovoltaicos;

d) Promover um incentivo ao mercado de consumo como: taxas mais baixas e isenções fiscais, bem como informações das vantagens de se adotar esse tipo de processo.

3.3.1 INCENTIVOS DO GOVERNO A ENERGIA FOTOVOLTAICA DE ORIGEM FISCAL

Ocorre no Brasil que a produção de energia elétrica gerada que não é consumida imediatamente ela é revertida e novamente injetada a rede. Assim sendo, fica convertida em crédito de energia junto a distribuidora da mesma. Este crédito deverá ser utilizado pelo consumidor em até 60 meses e é tributado. O consumidor que seja possuidor de um sistema fotovoltaico de capacidade micro ou mine geração paga ICMS é devedor de uma energia que ele mesmo produziu e emprestou a rede. O que gera uma desmotivação da aquisição e implementação desse sistema pois através desse ônus que está embutido, o valor referente a tarifa com o sistema Fotovoltaico ainda corresponde entre 35 a 40% do valor que geralmente é pago, o que torna desinteressante o seu investimento (XAVIER, 2021) Segundo Severino e Oliveira (2010) pode-se apontar algumas ações realizadas pelo governo com o intuito de incentivar a expansão do setor de energia fotovoltaica, uma delas é a desoneração da conta de Energia e com isso, já temos um passo em direção ao sucesso dessa implementação. Atualmente, a tarifa elétrica(R$/kWh) é formada não apenas pelo preço da energia, mas também por encargos e tributos, entre eles estão o PIS, CONFINS e ICMS. Através dessas tarifas exonera a conta de luz e faz com que ela, seja no mínimo 50% do valor do custo da energia consumida.

Em alguns estados do Brasil há isenção do ICMS. O incentivo teve início no ano de 2015 através de uma ação da ABSOLAR com os representantes de governos estaduais do Brasil para isentar o ICMS da energia de micro ou mini geração. O estado de Minas Gerais vem sendo um estado referência na realização de ações que visa a desoneração da conta de energia. Tais medidas tiveram início por volta do ano de 2012, foi adotada a isenção com o intuito de realizar um avanço nessa tecnologia. A partir do ano de 2015 foi realizado uma negociação junto ao SEFAZ de todos os estados brasileiros para que houvesse uma adequação desses incentivos, e sendo assim, ocorreu uma melhoria nas medidas que incentivam a exploração da energia fotovoltaica. Esse convênio foi adotado pelos estados do Mato Grosso, Distrito Federal, Maranhão e pela Bahia, esse convênio do ICMS, de número 16/2005.

Segundo Severino e Oliveira (2010) a ocorrência de uma modificação na forma de incidência do ICMS referente a conta de luz no Brasil é indispensável, pois é através dele que será realizado um desenvolvimento para a energia solar fotovoltaica. Nos dias atuais, o cidadão que optar por adquirir a energia fotovoltaica já faz uma redução em uma margem de 18% a 25% do custo da sua energia. O que se pode concluir é que o setor ainda sofre grande desmotivação, uma vez que, a pessoa que investiu dinheiro para poder produzir sua própria energia, ainda assim é cobrado pela própria energia que produziu.

Em razão disso, o número total de participantes do convênio chegou a um total de 21 Estados brasileiros ficando apenas de fora dos incentivos através do ICMS são eles: Espírito Santo, Amazonas, Amapá, Paraná e Santa Catarina. Para que eles possam fazer parte do convênio é necessário a realização de uma publicação de um decreto através do Poder Executivo que oficializa a isenção do ICMS dentro do estado, sendo esse o requisito necessário à validação do benefício (MERCADO SOLAR, 2017).

Alguns Estados vêm discutindo junto a população a possibilidade de fazer parte do convênio do ICMS, devido a isso, o Estado do Espírito Santo na data de 09/06/2016 através de Audiência Pública tentou realizar um corrente através de Empresas, profissionais, estudantes e da população realizar ações voltadas a chamar a atenção do Governo Estadual e com isso, fazer que o mesmo adere a Lista de isentos do ICMS, porém o setor de Energia Fotovoltaica Capixaba aguarda um posicionamento do Governo para efetivar as medidas solicitadas pela população na cobrança do ICMS (NHS, 2017).

De acordo com o Ministério de Minas e Energia (2016) o Brasil é possuidor de diversas riquezas naturais e por essa razão, possui grandes jazidas de quartzo de ótima qualidade, e conta com um grande parque industrial que é responsável pela extração mineral e o beneficia, fazendo com que ele seja transformado em silício de grau metalúrgico. Esse material é o responsável por ser chamado de matéria-prima bruta a ser desenvolvida para a produção de painéis fotovoltaicos.

Para a fabricação desses painéis é necessário que o material necessita ser de grande pureza e extremamente elevado. Este processo de purificação é responsável por agregar um valor alto ao mineral de origem brasileira que depois é transformado em silício grau solar.

3.4 A GERAÇÃO DE ENERGIA FOTOVOLTAICA

O sistema solar fotovoltaico é capaz de gerar energia através das células fotovoltaicas, materiais que transformam a radiação solar em energia elétrica. Essa conversão de energia se inicia pelo efeito fotovoltaico, que acontece quando os fótons provenientes da luz solar são absorvidos pela célula fotovoltaica, esta por sua vez, depende diretamente da forma como é feita sua montagem (XAVIER, 2021).

Existem diversas maneiras em que as placas podem ser instaladas, que variam de acordo com a aplicação, podendo maximizar a eficiência ou se adequar às possibilidades e necessidades arquitetônicas. A forma mais utilizada para dispor as placas é em forma de painéis solares (CUNHA, 2018).

O nível de irradiação e a quantidade de painéis instalados influenciam na produção de energia, dessa maneira a geração de energia não é contínua, ela atinge o pico próximo ao meio-dia e se interrompe no período da noite (SILVA, 2019).

Quanto aos sistemas fotovoltaicos, estes podem ser divididos em dois grupos:

Sistema Off-Grid: Não integra a rede elétrica, são comumente utilizados em regiões afastadas ou onde o custo de acesso a rede é maior que o custo do próprio sistema. É utilizado dessa maneira, baterias para armazenar a energia
Sistema Grid Tie: Sistema que injeta a energia excedente produzida na rede elétrica, assim gera créditos, que podem diminuir o valor da conta de energia elétrica.

3.4.1 PAINEL FOTOVOLTAICO

Segundo Rodrigues (2018) os painéis solares, também conhecidos como módulos, são os principais componentes do sistema fotovoltaico de geração de energia. Estas estruturas são formadas por um conjunto de células fotovoltaicas associadas, eletricamente, em série e/ou paralelo, dependendo das tensões e/ou correntes determinadas em projeto. O conjunto destes módulos é chamado de gerador fotovoltaico e constitui a primeira parte do sistema, sendo responsável pelo processo de captação e irradiação solar e a sua transformação em energia elétrica. Estes podem ser rígidos ou flexíveis, de acordo com o tipo de célula empregada. Quanto à fabricação dos painéis destaca-se que há grandes incentivos fiscais e ambientais da parte do governo nesta área. Com isso, o aumento da produção destes componentes reduziu os custos para a efetivação do sistema (RODRIGUES, 2018).

Assim, a energia solar fotovoltaica é a energia obtida através da conversão direta da luz em eletricidade (Efeito Fotovoltaico), sendo a célula fotovoltaica, um dispositivo fabricado com material semicondutor, a unidade fundamental desse processo de conversão (NASCIMENTO, 2018).

Segundo Sousa (2018) as principais tecnologias aplicadas na produção de células e módulos fotovoltaicos são classificadas em três gerações. A primeira geração é dividida em duas cadeias produtivas: silício monocristalino (m-Si) e silício policristalino (pSi), que representam mais de 85% do mercado, por ser considerada uma tecnologia consolidada e confiável, e por possuir a melhor eficiência comercialmente disponível.

Conforme Cunha

A célula solar mais eficiente produzida até agora é uma multi-junção concentradora (Grande área de luz focada sobre a célula através de um dispositivo óptico), com eficiência de 43,5% fabricada pela empresa Solar Junction em abril de 2011. As maiores eficiência alcançadas sem concentração de luz incluem as células fabricadas pela Sharp Corporation com 35,8% usando uma tripla junção e as células produzidas pela Boeing Spectrolab com eficiência de 40,7% também usando um design de três camadas (CUNHA, 2018 p. 12).

A geração de energia fotovoltaica é uma tecnologia de energia limpa, renovável e sustentável, o Brasil tem um grande potencial por ser um país que tem uma grande concentração de radiação solar mais o mercado nacional esta apenas começando com uma instalação de menos de 1 GW (XAVIER, 2021).

A energia solar fotovoltaica torna-se uma ótima alternativa, por ser uma fonte de energia limpa, gerando menores danos ao meio ambiente. O uso de energia solar fotovoltaica torna-se uma alternativa válida envolvendo os hospitais pelo conhecimento de experiências bem-sucedidas (SANTOS, 2013).

É importante definir alguns conceitos, conforme abaixo.

Célula solar ou célula fotovoltaica é um dispositivo elétrico que transforma energia solar em energia elétrica com o efeito fotovoltaico, normalmente são usadas 36, 60 ou 72 células solares em linha para se formar um painel fotovoltaico ou modulo fotovoltaico. Em residência estão sendo usadas placas solares de 250 W e em aplicações um pouco maiores (CUNHA, 2018).

Todas as células são alinhadas em superfície plana, em série, uma após a outra, as células individuas ligadas usando uma faixa condutora fina, as tiras são alinhadas de cima para baixo de cada célula, ligando todas as células do sistema, assim criando um circuito. Depois desta etapa todas as células que compõem o sistema são cobertas com uma lâmina de vidro temperado tratado com uma substancia antiaderente e anti-reflexo emoldurado em um quadro de alumínio. De traz do painel ficam dois condutores que saem de dentro de uma pequena caixa preta que é conhecida como caixa de junção, esses cabos são usados para interligar todos os painéis solares, formando uma serie de painéis fotovoltaicos, esse conjunto é conectado ao inversor solar através de cabos de corrente continua (FREITAS, 2019).

Os controladores de carga ficam entre os painéis solares e as baterias de armazenamento e são usados para controlar a voltagem de entrada evitando sobrecargas ou descargas em excesso, otimizando a vida útil da bateria, os painéis solares captam energia de acordo com a intensidade da radiação, provocando variações na bateria, para resolver esse problema também se utiliza os controladores (DANTAS, 2018).

O projeto de um sistema fotovoltaico, envolve orientação dos módulos, disponibilidade de área, estética, disponibilidade do recurso solar, demanda a ser atendida e diversos outros fatores. Através do projeto pretende-se adequar o gerador fotovoltaico às necessidades definidas pela demanda (SANTOS, 2013).

3.5 ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA EM IMÓVEL RESIDENCIAL.

Instalação de energia solar na residência viabilizando o reaproveitamento dos recursos naturais tornando assim uma forma de economia econômica para o usuário. A metodologia adotada consiste em pesquisa bibliográfica, de pesquisa documental sobre sistemas fotovoltaicos com utilização de baterias para armazenagem de energia, O tema da pesquisa é a transformação de energia solar em energia elétrica através da utilização de células fotovoltaicas (DANTAS, 2019). O Sol é uma fonte de energia tão intensa que pode ser considerado uma imensa fornalha de forma esférica. O núcleo solar pode alcançar temperaturas perto dos quarenta milhões de graus centígrados e sua superfície pode atingir 6000ºC (INEE, 2017).

O Brasil é um país situado na sua maior parte na região intertropical e detém grande potencial de energia solar durante todo período do ano, possui um alto índice médio diário de radiação solar, segundo Xavier (2021), apresenta uma disponibilidade anual de 1.758 kW/m², aproximadamente.

Parte da energia solar que chega à Terra, bate na atmosfera e nas nuvens e retorna para o espaço. Considerando a radiação solar que chega à superfície terrestre e incide sobre uma superfície receptora para geração de energia, tem-se que ela é constituída por uma componente direta (ou de feixe) e por uma componente difusa (BICALHO e CARDOSO, 2018).

Um gerador de energia solar residencial é o conjunto de equipamentos que permite aos moradores de uma casa gerar a própria energia elétrica em suas residências através da luz do sol. Esses geradores são conhecidos de sistemas fotovoltaicos que funcionam através de dois principais componentes; os módulos fotovoltaicos (popularmente conhecidos como placas solares ou paneis solares).

Primeiramente, é importante ressaltar que a energia elétrica pode ser produzida até mesmo em dias nublados, devido ao funcionamento dos paneis fotovoltaicos. Mas para que isso posso ocorrer as placas devem estar instaladas em um local com elevado incidência solar (RODRIGUES, 2018).

Como existem diversos tipos de sistemas fotovoltaicos, é importante entender como cada um deles funciona e quais são os custos para instalação, para evitar surpresas futuramente. Assim, verifique quais modelos estão disponíveis para o seu tipo de residência, sempre levando em consideração a eficiência do módulo fotovoltaico e seu custo (SOUSA, 2018).

Além disso, analisar a vida útil do sistema é outro ponto importante. Como o retorno do investimento só acontece depois de certo tempo, é necessário entender como será a situação das placas quando isso ocorrer (ARAÚJO, 2015).

3.5.1 INSTALAÇÃO DO SISTEMA

A instalação de um sistema fotovoltaico é rápida e simples. Na maioria dos casos, os módulos e o inversor são fixados no telhado e paredes já existentes no imóvel, sem necessidade de estruturas adicionais. A string-box (quadro com dispositivos de proteção) geralmente é fixada próximo ao inversor. Mesmo com proteção UV, recomenda-se que todo cabeamento seja protegido por eletrodutos rígidos. O funcionamento do sistema também é muito simples. Uma vez instalados e averiguados todos os componentes, o inversor já pode ser configurado e testado. Após aprovação da concessionária, o sistema poderá ser ligado para início da geração (XAVIER, 2021).

O prazo para aprovação do projeto e homologação junto à concessionária é regulado pela ANEEL e pode durar no máximo 34 dias, contados à partir da entrada do pedido.

Preparando o local de instalação das placas solares – Com base no layout desenhado para o sistema, a equipe de instalação, sobe no telhado da sua casa ou empresa e desenha onde será alocado cada painel solar.

Instalando os “suportes” dos painéis solares – Em telhados de barro, as telhas são removidas nos lugares certos, de acordo com o layout, e os “suportes” são aparafusados nestes pontos provendo a base da fixação do sistema. Em telhados de metais, a instalação é mais simples e o suporte é aparafusado através da própria telha metálica provendo segurança e proteção contra infiltrações.

A instalação dos “trilhos” onde os painéis solares serão fixados – As estruturas de fixação são todas pré-fabricadas, normalmente em alumínio. Os trilhos são feitos para encaixar perfeitamente nos suportes e prover um local perfeito para prender os painéis solares Instalar as placas solares sobre os trilhos e conectar os cabos – Com os trilhos bem fixos é hora de instalar os painéis em seu devido lugar e conectar os cabos.

Conectar os painéis solares no inversor solar e instalar o inversor na rede elétrica de sua casa ou empresa – Esta é a parte final da instalação, onde quem trabalha é somente o eletricista. Após a instalação e a conexão à rede, o sistema de energia solar já está produzindo energia elétrica e você começa a economizar na conta de luz imediatamente.

A manutenção do sistema de energia solar é mínima e de baixo custo, porém deve ser feita. A manutenção consiste basicamente em limpar as placas solares a cada ano, ou quando o sistema apresentar uma queda na produção de energia. Esta limpeza é simples e feito da mesma forma que você limpa uma janela, ou seja, basta passar um pano ou esguichar um pouco de água que a placa estará limpa de qualquer sujeira.

A outra parte da manutenção é relacionada ao inversor solar. Dependendo do tipo de inversor que você usar será necessário substituir uma ou outra parte dele depois de 5-10 anos.

No geral, a manutenção de um sistema de energia solar é muito baixa e barata. Ou seja, o impacto da manutenção no custo da energia é mínimo e não representa mais do que 1% por ano do custo total do sistema.

3.4.2 VANTAGENS E DESVANTAGENS DA ENERGIA SOLAR

A usina solar é um sistema fotovoltaico de grande porte que pode oferecer vantagens diversas, assim como algumas desvantagens. Dentre suas principais vantagens, estão o fato de que esta é uma fonte renovável de energia, assim como a possibilidade de distribuição para residências, comércios e indústrias (XAVIER, 2021).

Segundo Mercado Solar (2017) são vantagens da energia solar:

Não emite gases poluentes. A usina solar é uma fonte de energia realmente sustentável, pois não emite nenhum tipo de gás poluente na atmosfera, tampouco gases que contribuem para o efeito estufa. Seu impacto ambiental é praticamente inexistente, uma vez que também não requer o desmatamento de áreas florestadas. Vida útil longa (mais de 25 anos). O uso de usinas solares é realmente um investimento sólido, uma vez que podem continuar funcionando por mais de vinte e cinco anos, com custos de manutenção mínimos.

Baixo custo de manutenção. Falando nisso, vale lembrar que os custos para se manter uma usina solar fotovoltaica são muito reduzidos, quando comparados a outras fontes de energia. Manutenções podem ser feitas anualmente ou semestralmente e custam, aproximadamente, apenas 1% do valor do investimento realizado.

Ocupa pouco espaço. Se o projeto for planejado adequadamente, as usinas fotovoltaicas são capazes de gerar grandes quantidades de energia em espaços relativamente pequenos. Isso também contribui para manter o seu impacto ambiental mínimo, diminuindo sua influência na fauna e flora locais.

Possibilidade de instalação em diversos lugares. As usinas não precisam estar no mesmo lugar em que a energia será consumida, embora essa também seja uma possibilidade. Com a Geração Distribuída, a energia solar pode ser transferida para residências, estabelecimentos comerciais e indústrias mesmo a quilômetros de distância.

Segundo Mercado Solar (2017), são desvantagens da Usina Solar:

A usina solar é uma boa alternativa para produção de energia limpa, mas possui particularidades que requerem atenção. Dentre as suas desvantagens, estão o alto investimento inicial e a influência da luminosidade em seu desempenho. Entenda melhor lendo os tópicos abaixo.

Chuvas e dias nublados podem afetar a eficiência das usinas. A eficiência das usinas solares depende, em grande medida, da incidência da luz do sol para que a captação de energia seja completa. Por isso, dias nublados e chuvosos podem impactar sua performance.

Usinas afastadas do Equador possuem baixa luminosidade e captam menos energia. A Linha do Equador marca os pontos de maior incidência de raios solares na superfície da Terra. Portanto, usinas instaladas em localidades afastadas desses pontos podem sofrer com uma performance aquém das expectativas.

Alto custo de aquisição. Esse é um sistema muito sofisticado, que representa tudo de mais tecnológico em soluções de geração de energia elétrica sustentável e, por isso, seu preço pode ser um pouco mais elevado.

Ainda que esse sistema se pague em poucos anos após sua instalação, o alto valor de investimento inicial é uma desvantagem significativa para aqueles que têm orçamentos limitados.

Produz menos energia em relação às usinas termoelétricas. Apesar de serem uma solução mais sustentável que as termoelétricas, as usinas solares podem ser um pouco menos eficientes. Isso se dá porque a conversão de energia mecânica em energia elétrica ocorre de maneira mais simples e rápida.

A utilização da energia solar para a produção de eletricidade encontra-se no cerne do debate da mudança da matriz energética global. Isso porque essa é considerada uma forma ambientalmente limpa de geração de energia em função do fato de ela não emitir poluentes na atmosfera.

É importante lembrar que a geração de eletricidade a partir do calor do sol ocorre em residências através da utilização de placas específicas, mas a tendência é que esse tipo de energia seja mais aproveitado em usinas solares. Estas se dividem em dois tipos: as fotovoltaicas, que utilizam placas que transformam a energia do sol em elétrica diretamente, e as térmicas, que utilizam o calor do sol para aquecer a água que se transforma em vapor, em um procedimento semelhante ao das termoelétricas.

4 METODOLOGIA

Trata-se de uma revisão de literatura de caráter descritivo e exploratório. Segundo Sousa, et al., (2010) a pesquisa quantitativa adota estratégia sistemática com vias de gerar e refinar o conhecimento quantificando relações entre variáveis. A adoção desse modelo quantitativo objetiva compreender as questões que envolvem a avaliação, instalação e descrição das vantagens de um sistema fotovoltaico em imóvel residencial.

Já a revisão bibliográfica é um método que proporciona a síntese de conhecimento e a incorporação da aplicabilidade de resultados de estudos significativos na prática. Determinando o conhecimento atual sobre uma temática específica, já que é conduzida de modo a identificar, analisar e sintetizar resultados de estudos independentes sobre o mesmo assunto. (SOUZA, et al. 2010).

Foram elencadas e analisadas as publicações acerca do tema, a fim de compreender as dificuldades de instalação de painéis fotovoltaicos para captação, armazenamento e distribuição de energia solar para imóvel residencial.

A seleção das literaturas foi restrita a trabalhos realizados no Brasil, por tratar da Política Nacional de Energia Renovável ou energia do futuro, foram utilizados como critérios de inclusão os trabalhos publicados no período de 2010 a 2020, sendo excluídos os materiais publicados fora do período considerado e aqueles que não corroboravam com a temática proposta.

Para elaboração do presente estudo foi realizada consulta às indicações formuladas pelo Ministério de Minas e Energia, livros e artigos científicos e busca direcionada pelos descritores “energia solar, painéis fotovoltaicos, projeto residencial” que apontaram ocorrências na Scientific Electronic Library Online (SCIELO).

Foram apreciados 10 estudos, dos quais foram excluídos: duplicatas, textos indisponíveis, artigos não relacionados ao tema, teses e dissertações, além de textos excluídos pelo título e leitura de resumo, dentre esses estudos “05” foram selecionadas de acordo com a relevância dos dados para o estudo proposto.

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Gerar a própria energia se tornou uma realidade necessária nos atuais moldes do setor energético brasileiro. A escassez de chuvas, somada às deficiências de infraestrutura na distribuição, tem prejudicado bastante esse setor e contribuído para o aumento da conta do consumidor final. Isso tem feito as pessoas buscarem por alternativas para contornar o problema, como a instalação de energia solar em casa.

Por outro lado, as facilidades e os incentivos trazidos pela legislação, especialmente, no que se refere à regulamentação do sistema de compensação de créditos, despertam cada vez mais o interesse do consumidor em fazer uso desse modal. Sem contar a diminuição significativa nos custos de geração de energias renováveis em menor escala — a exemplo da energia solar residencial.

A análise realizada neste trabalho científico foi em imóvel residencial do município de Porto Velho, sito rua Secundária, nº 1706, casa 35, CEP- 76810164, bairro Novo Horizonte.

A figura 1, abaixo, demonstra um inversor instalado no imóvel residencial em Porto Velho.

Figura 1 – Inversor de energia

Fonte: Arquivo pessoal, 2023.

O inversor utilizado foi o da marca Sungrow, o projeto foi desenvolvido com maestria e competência técnica, gerando toda a segurança que a empreitada exige. A potência do inversor instalado é de 8.3kw

As imagens 2 e 3, abaixo demonstram as placas solares já instaladas no projeto residencial, objeto de estudo desse trabalho científico.

Figura 2 – Placas solares instaladas em imóvel residencial

Fonte: Arquivo pessoal, 2023.

Figura 3 – Placas solares instaladas em imóvel residencial

Fonte: Arquivo pessoal, 2023.

Conforme já abordado anteriormente, a energia solar fotovoltaica é a energia elétrica gerada através da conversão direta da luz do sol. Essa geração é feita

através de placas solares fotovoltaicas que captam a luz solar do sol incidente e difusa, ou seja, a luz que atinge diretamente sobre elas e também a luz ao redor.

Abaixo, demonstramos o consumo de igual período, referente aos meses de janeiro/2020 e janeiro/2021.

Figura 4 – Fatura de energia referente ao mês de Janeiro/2020.

Fonte: Energisa, 2020.

Figura 5 – Fatura de energia referente ao mês de Janeiro/2021

Fonte: Energisa, 2020.

As placas solares instaladas na casa 35, número 1706, rua secundária em Porto Velho obedecem a essa produção técnica. No total foram instaladas 28 placas solares, gerando uma potência de 10.08kWh. As placas são da marca Canadian.

5.1 CÁLCULO DO SISTEMA

Para chegarmos a este sistema foi calculado o índice de radiação solar.

Para isso foi preciso consultar o site do CRESESB – centro de referência para energia solar e eólica. Neste sistema foi usado 28 placas de 360w e 1 inversor de 8,3kw.

Chegamos a 4,8 horas de sol pleno em Porto Velho-RO. O consumo do cliente é de 100 kw/mês. Então 1000 divido para 30 dias têm-se 33,33 kwh/dia.

Desta forma dividimos pelo índice de sol pleno 33,33 dividido para 4,8 = 6,94kwh. O sistema exige uma perda de energia e para isso calculamos um percentual a mais que seria o da perda, chegando a 17% de perda.

Somamos em cima do sistema que ficará 6,94 + 17% = 8,125kwp essa e a potência para que o sistema chegue aos 1000kw/mês.

Vale ressaltar que o cliente preferiu uma sobre no sistema por isso foi escolhido o sistema de 10,080 ele ira gerar créditos todos os meses ele pode usar num período de 60 meses.

5.2 CÁLCULOS

Sabendo que

28x 360 = 10,08 kwp
10,08×4,8= 48,384 kwh/dia
48,384x 30= 1.449 kwh/mês

Conforme foi dito o sistema possui percas na geração

1.449- 17%= 1.202,67 kwh/mês, líquido.
202,67×12 = 2.432,04, de crédito anual.

O sistema possui uma vida útil de 25 anos para os módulos fotovoltaicos Para o inversor 5 anos de garantia pela fábrica Sungrow e vida útil de 15 a 25 anos.

6 CONCLUSÃO

O crescimento da tecnologia fotovoltaica no Brasil e no mundo vêm se tornando cada vez mais acentuado. Isso é devido à diminuição dos custos dos equipamentos e ao aumento da informação da população a respeito de fontes alternativas de energia. Porém como qualquer tipo de tecnologia, os sistemas fotovoltaicos apresentam vantagens e desvantagens.

A cada ano a geração distribuída de energia fotovoltaica tem ganhado mais espaço no Brasil. No ano de 2012, através da Resolução Normativa N˚ 482, a ANEEL estabeleceu o marco inicial dos sistemas conectados à rede elétrica. De quatro projetos existentes em 2012, hoje são 10 mil projetos de micro e minigeração distribuída em todo o país. A ANEEL estimou que até 2024 deverão ser ao menos 1,2 milhão de unidades totalizando 4,5 giga watts de potência instalada.

A cada ano a geração distribuída de energia fotovoltaica tem ganhado mais espaço no Brasil. No ano de 2012, através da Resolução Normativa N˚ 482, a ANEEL estabeleceu o marco inicial dos sistemas conectados à rede elétrica. De quatro projetos existentes em 2012, hoje são 10 mil projetos de micro e mini geração distribuída em todo o país. A ANEEL estimou que até 2024 deverão ser ao menos 1,2 milhão de unidades totalizando 4,5 giga watts de potência instalada.

Por fim conclui-se que o sistema de energia solar é um investimento com retorno em longo prazo, uma alternativa vantajosa para locais isolados, onde não chega a rede de transmissão das hidroelétricas, mas o mais importante é a contribuição para o desenvolvimento sustentável.

REFERÊNCIAS

ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica. Resolução Normativa 482, de 17 de abril de 2012. Brasília: Diário Oficial da União, 2012.

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