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VIII-035 - EDUCAÇÃO AMBIENTAL E ENERGIA SOLAR: AQUISIÇÃO DE ENERGIA
ELÉTRICA POR MEIO DE PLACAS FOTOVOLTAICAS
Rafaela de Santana Lima (1)
Estudante de Engenheira Ambiental pela Faculdade de Tecnologia e Ciências (FTC) em Feira de Santana.
Endereço(1)^ : Rua Antônio da Silva Lima, 22 – Parque Ipê – Feira de Santana – BA - CEP: 44054-225 - Brasil - Tel: (75) 3602-1559- e-mail: rafaelasantana07@yahoo.com.br
RESUMO A Energia Solar Fotovoltaica é a energia obtida através da conversão de luz solar em eletricidade. Essa energia é considerada limpa, pois em sua utilização não são gerados resíduos danosos ao meio ambiente.
Diante de dados significativos que apontam o alto consumo de energia elétrica no Brasil, bem como o desperdício e o crescimento de novas fontes geradoras de energia, não menos impactantes ao meio ambiente, encontra-se na energia solar uma alternativa eficaz e ecologicamente correta. Hoje existem pesquisas e iniciativas do governo do país com o fim de tornar essa energia mais acessível em termos de custos, propiciando sua utilização inclusive nas regiões mais favorecidas pela incidência solar.
PALAVRAS-CHAVE: Energia Solar, Fontes Renováveis, Energia Elétrica, Células Fotovoltaicas
INTRODUÇÃO
A Energia Solar Fotovoltaica é a energia da conversão direta da luz em eletricidade (Efeito Fotovoltaico).
No ano de 1839 foi descoberto o efeito fotovoltaico pela primeira vez por Edmond Becquerel (1820-1891). Após 44 anos dessa descoberta as primeiras células fotoelétricas foram construídas pelo cientista norte-americano Charles Fritts, o qual cobriu o selênio semicondutor com uma camada muito delgada de ouro formando junções.
O processo de conversão das energias solar em elétrica ocorre através do uso de painéis fotovoltaicos, que nada mais são que um conjunto de células fotoelétricas juntas, onde cristais de silício estimulados pelos fótons da luz solar geram energia elétrica.
Não há atividade humana que não demande consumo de energia e isso faz com que a adequação das matrizes energéticas seja um dos principais desafios da humanidade na busca da qualidade ambiental que se necessita preservar (Guimarães, 2008).
O presente trabalho contém dados informativos a cerca do consumo de energia elétrica no Brasil bem como as fontes geradoras dessa energia e a forma como é utilizada.
De acordo com o Capítulo 36.4 (Objetivos) da Agenda 21, nos pontos b e c, tem-se como áreas do programa a “REORIENTAÇÃO DO ENSINO NO SENTIDO DO DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL” e orientam a:
- Desenvolver consciência do meio ambiente e desenvolvimento em todos os setores da sociedade em escala mundial e com a maior brevidade possível;
- Lutar para facilitar o acesso à educação sobre meio ambiente e desenvolvimento, vinculada à educação social, desde a idade escolar primária até a idade adulta em todos os grupos da população.
Ainda, com base na Política Nacional de Educação Ambiental , da Lei nº 9795 de 27 de abril de
1999, Art. 3°, inciso VI que institui:
“Como parte do processo educa�vo mais amplo, todos têm direito à educação ambiental, incumbindo à sociedade como um todo, manter atenção permanente à formação de valores, a�tudes e habilidades que propiciem a atuação individual e cole�va voltada para a prevenção, iden�ficação e a solução de problemas ambientais” e o Art. 5º que ins�tui nos respec�vos incisos: III - o es�mulo e o fortalecimento de uma consciência crí�ca sobre a problemá�ca ambiental e social; IV - o incen�vo à par�cipação individual e cole�va, permanente e responsável, na preservação do equilíbrio do meio ambiente, entendendo-se a defesa da qualidade ambiental como um valor inseparável do exercício da cidadania; VI - o fomento e o fortalecimento da integração com a ciência e a tecnologia, fundamentou-se a proposta deste trabalho que se resume na ampliação do conhecimento do público a cerca da energia fotovoltaica, desmistificando as idéias concernentes à impossibilidade de adoção deste meio alternativo de captação de energia e o norteio do público quanto ao consumo inconsciente da energia, gerando idéias de economia e suscitando o uso de energia fotovoltaica.
MATERIAIS E MÉTODOS
- Para apresentação da proposta de Educação Ambiental e Energia Solar foi utilizado recurso visual, através da apresentação de slides em Power Point (Microsoft Office), projetados em tela com o auxílio de aparelho de projeção popularmente conhecido como Data-Show. Ainda se utilizou de sistema wireless de internet para exibição de Casa Virtual em 3D, disponível na rede através do site: www.cresesb.cepel.br , na guia “Casa Solar”.
Segundo dados da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), a energia produzida no Brasil é majoritariamente limpa, pois é centrada nas hidrelétricas, que são responsáveis por 70,77% da matriz energética do país, como demonstra a Tabela 2 abaixo:
Tabela 2: Matriz Energética Brasileira em 2006
Nº de empreendimentos
Usinas Potência (MW)
11 Hidrelétricas (acima de 30 MW de potência instalada)
28 Termelétricas 1.131,
18 PCHs ( De 1 a 30 MW de potência instalada)
5 Eólicas 208,
62 Total 3.935,
Ainda, de acordo com o Banco de Informações de Geração (BIG), da Aneel, o Brasil contou, em novembro de 2008, com 1.768 usinas em operação, que correspondem a uma capacidade instalada de 104.816 MW (megawa�s) – número que exclui a par�cipação paraguaia na usina de Itaipu. Do total de usinas, 159 são hidrelétricas, 1.042 térmicas abastecidas por fontes diversas (gás natural, biomassa, óleo diesel e óleo combus�vel), 320 Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs), duas nucleares, 227 centrais geradoras hidrelétricas pequenas usinas hidrelétricas) e uma solar.
O BIG relacionou, ainda, 130 empreendimentos em construção e mais 469 outorgados, o que permi�rá a inserção de mais 33,8 mil MW à capacidade instalada no país nos próximos anos, como mostra a Tabela 3:
Tabela 3: Empreendimentos em operação, construção e outorgados
Apesar de a maior parte da potência, tanto instalada quanto prevista, ser proveniente de usinas hidrelétricas, em segundo lugar no ranking, estão as térmicas que sempre são acionadas quando o nível dos reservatórios fica baixo. Por serem movidas a gás ou a óleo, as termelétricas produzem resíduos no processo de geração de energia.
Em novembro de 2008, segundo o BIG da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), exis�am 85 usinas termelétricas abastecidas a gás natural em operação no país, com um total instalado de 11 mil MW (megawa�s) – ou pouco mais de 10% da potência total instalada no país, de 103 mil MW, como mostra a Tabela 4 a seguir:
seria fazer uma avaliação e identificação das fontes renováveis locais de energia, antes de criar expectativa sobre o gás proveniente da Bolívia, na ocasião.
Ainda quanto ao consumo de energia, os brasileiros desperdiçam meia produção anual de Itaipu ou 9,5% da média total anual (CRUZ, 2001).
Segundo matéria de Mônica Tavares e Henrique Gomes Batista, publicada pelo jornal O Globo, 21/01/2008, o Brasil está desperdiçando praticamente R$10 bilhões por ano da energia gerada. Isto significa que há uma perda de R$9,727 bilhões ao ano, o equivalente ao consumo anual das residências de Nordeste, Sul e Centro-Oeste – 36,936 terawatts-hora (Twh), ou seja, milhões de megawatts-hora (MWh) – ou dos consumidores industriais e comerciais do Sul em um ano (38, Twh).
Não se pode esquecer o escândalo do apagão, uma crise nacional que afetou o fornecimento e distribuição de energia elétrica onde seus principais motivos foram a falta de planejamento, a ausência de investimentos em geração e distribuição de energia e as poucas chuvas, pois o nível de água dos reservatórios das hidroelétricas, ficando insuficiente para atingir a demanda.
Diante dessas questões é que se recomenda o uso da Energia Solar, pois suas fontes são renováveis e geram baixo impacto ambiental.
A unidade de produção da energia solar, cujo tamanho varia desde uma grande usina até pequenos módulos residenciais, usa placas dotadas de fotocélulas que captam a luz do sol e a energia elétrica de corrente contínua. Depois, um inversor ligado à placa converte essa energia em energia de corrente alternada, igual à da rede elétrica. Um sistema Fotovoltaico é composto de:
- Placa solar (também chamada de módulo solar);
- Controlador de carga para baterias;
- Inversor (para os casos de equipamentos em 110 v ou 220 v);
- Baterias;
As células fotovoltaicas de silício, que formam a placa solar, transformam a luz diretamente em eletricidade (a fotossíntese eletrônica ). A transformação é feita sem qualquer desgaste de material, assegurando à placa solar uma durabilidade praticamente ilimitada. Segue abaixo um modelo de sistema básico fotovoltaico (Figura 1):
Figura 1: Modelo de Sistema Básico Fotovoltaico
A quantidade de energia gerada por uma única placa solar é limitada. Uma placa solar pode gerar de 5W até 150W. Uma única placa solar de 45W, por exemplo, fornece a energia necessária para alimentar uma lâmpada durante 12 horas por dia.
As vantagens para o uso da energia solar fotovoltaica do ponto de vista do consumidor é a redução direta do custo da conta de eletricidade. Do ponto de vista do sistema de energia, as vantagens são a liberação de capacidade de geração e transmissão de energia, o nivelamento da curva de carga, a redução de custos e a descentralização da geração, pois a luz solar produz até 1.000 Watts de energia por metro quadrado, o que representa um enorme potencial energético.
Ainda, sistemas fotovoltaicos podem ser a fonte principal de energia para consumo empresarial. Um exemplo da utilização dessa energia é o maior Parque Voltaico do mundo, que fica em Amareleja – Portugal. Sua instalação foi concluída ao final de 2008 e conta com 62.080 módulos fotovoltaicos, produzindo 93 milhões de kWh e evitando a emissão de 89.383 toneladas anuais de CO2 como mostra a Figura 2 abaixo:
Apesar deste potencial e de o uso de aquecedores solares estarem bastante difundidos em cidades do interior e na zona rural, a par�cipação do sol na matriz energé�ca nacional é bastante reduzida. Tanto que a energia solar não chega a ser citada na relação de fontes que integram o Balanço Energé�co Nacional, edição de 2008. Também no Banco de Informações de Geração (BIG), da Aneel, consta apenas uma usina fotovoltaica – Araras, no município de Nova Mamoré, no Estado de Rondônia, com potência instalada de 20,48 kW.
O BIG não registra qualquer outro empreendimento fotovoltaico em construção ou já outorgado. O que existe no país são pesquisas e implantação de projetos pilotos da tecnologia. Um deles é o projeto Sistemas Fotovoltaicos Domiciliares, da Universidade de São Paulo (USP), que instalou 19 sistemas fotovoltaicos na comunidade de São Francisco de Aiuca, localizada na Reserva de Desenvolvimento Sustentável Mamiruá, no Amazonas, com produção de 13 kWh (quilowa�s-hora) mensais.
A expecta�va é que a expansão do número de usinas solares ocorra exatamente na zona rural, como integrante de projetos de universalização do atendimento focados em comunidades mais pobres e localizadas a grande distância das redes de distribuição.
O Programa Luz para Todos, lançado em 2003 pelo Ministério de Minas e Energia, instalou diversos sistemas fotovoltaicos no Estado da Bahia. Com o obje�vo de levar energia elétrica a uma população superior a 10 milhões de pessoas que residem no interior do país, ele contempla o atendimento das demandas do meio rural através de três �pos de inicia�vas: extensão da rede das distribuidoras, sistemas de geração descentralizada com redes isoladas e sistemas de geração individuais.
Existem ainda en�dades acadêmicas e centros de pesquisa voltados para análise e desenvolvimento de novas tecnologias enfocando a energia solar a exemplo do Centro de Referência das Energias Solar e Eólica – CRESESB – que tem como missão promover o desenvolvimento das energias solar e eólica através da difusão de conhecimentos, da ampliação do diálogo entre as entidades envolvidas e do estímulo à implementação de estudos e projetos. Um dos seus projetos é a Casa Solar Eficiente do CEPEL (Centro De Pesquisas De Energia Elétrica) instalado no Rio de Janeiro. É um agente multiplicador de tecnologias de utilização de energia solar térmica e fotovoltaica, bem como técnicas de combate ao desperdício energético. Além de suas instalações, a Casa Solar Eficiente está disponível ao público em versão Virtual 3D, que pode ser acessada através da home Page do CRESESB e da instalação de um plug-in da Blaxxun Contact no navegador Internet Explorer, com download gratuito. O usuário entra virtualmente na casa e encontra ambientes aonde é utilizada a energia solar como fonte de energia.
CONCLUSÕES
Apesar do alto custo na implementação de um sistema fotovoltaico, há um retorno financeiro e ambiental que compensam.
Com o grande avanço da tecnologia, acredita-se que em breve haverá meios de baixo custo e maior eficiência nos sistemas voltaicos para uso doméstico.
Recomenda-se ainda a visitação Virtual 3D ao modelo de Casa Solar Eficiente, onde o usuário pode fazer um passeio interativo e visualizar seus principais equipamentos eletro-eletrônicos, além de outros objetos utilizados na geração de energia renovável, solar fotovoltaica, mostrando que é possível consumir energia sem gerar grande impacto ao meio ambiente.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Programa de Capacitação de Gestores Ambientais. Cad. 3, Brasília, 2006.
- CRUZ, G. D., As riquezas que jogamos fora, Revista Ecologia e Desenvolvimento, 77, 46-51, 2001.
- DIAS, Genebaldo Freire. 1991 – Educação Ambiental: Princípios e Práticas. 9. ed. – São Paulo: Editora Gaia, 2004.
- GUIMARÃES, Telma. Meio Ambiente e Sociedade, São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008.
- (^) Disponível em http://www.cresesb.cepel.br Acesso em 07.05.
- Disponível em: http://www.aneel.gov.br Acesso em 18.05.
- Disponível em: http://www.aipa.org.br/ea-lei-agenda21.htm Acesso 05.12.
- Disponível em: http://www.geomundo.com.br/meio-ambiente-40143.htm Acesso 05.12.
- Disponível em: <http://www.brasilagro.com.br/noticias.php?id=2144 > Acesso em 20.10.
- Disponível em: <http://oglobo.globo.com/economia/mat/2008/01/20/desperdicio_de_energia_ no_brasil de_quase_10_bilhoes_por_ano-328114684.asp> Acesso em 20.10.
- Disponível em: <http://www.eletrobras.com/elb/procel/main.asp?TeamID={6751E537-0EC0-4B83- BE03-82831A153042}#> Acesso em 20.10.
