Geração de eletricidade solar nos telhados das edificações urbanas

Heitor Scalambrini Costa e Silvio Diniz

Grupo SENDES-Soluções em Energia e Design

Professores da Universidade Federal de Pernambuco

A geração da eletricidade solar, a partir das células solares fotovoltaicas, consiste na captação da radiação solar incidente e na sua transformação em energia elétrica. Esses dispositivos, chamados de células solares, são fabricados de silício, segundo elemento químico mais abundantes da face da Terra. Os sistemas fotovoltaicos podem ser divididos em: sistemas autônomos e conectados à rede elétrica. No sistema autônomo o aproveitamento da energia solar precisa ser dimensionado em função da demanda energética. Tendo em vista que, a energia produzida pelo gerador solar comumente não corresponde à demanda do consumidor, torna-se, nesse caso, obrigatório considerar um sistema de armazenamento de energia (baterias). Quando a demanda suplanta a capacidade de geração e/ou armazenamento, se faz necessário o uso de uma fonte energética auxiliar que complementa a produção.

Os sistemas fotovoltaicos conectados a rede elétrica podem ser de grande porte (as centrais fotovoltaicas, acima de 1 MW) ou de pequeno porte (descentralizada e instalado nos telhados ou fachadas de edificações urbanas). Nesse último caso, a totalidade da energia produzida é injetada na rede de distribuição que opera como acumuladora de energia elétrica. A quantidade de eletricidade solar produzida dependerá da quantidade de painéis instalados.

A produção de energia elétrica utilizando a energia solar através dos painéis fotovoltaicos, e a sua conexão com a rede elétrica de distribuição, é uma realidade em diversos paises e vem crescendo e se consolidando como uma forma, pouco agressiva ao meio ambiente, de se produzir eletricidade. Com um aumento anual de 50% na capacidade instalada acumulada de 2006 e 2007 esta tecnologia está em plena expansão. Atualmente, estima-se em torno de 10 GW a potência instalada mundial, traduzindo-se em 1,5 milhões de casas com painéis solares atuando como produtores independentes de energia elétrica.  Somente na Alemanha são quase 450.000 sistemas, com uma potência total de 3.800 MW. Do ponto de vista economico têm se verificado que, a cada vez que duplica a produção acumulada, o custo de produção tem caido em cerca de 20%.

Com uma cobertura fotovoltaica, o telhado de um prédio se transforma numa usina de eletricidade. Em países, como Estados Unidos, Espanha, Alemanha, Suiça e Japão, os prédios comerciais novos incorporaram materiais fotovoltaicos às suas fachadas para gerarem eletricidade. Pela aparência externa, nada indica que as vidraças e janelas sejam, na realidade, geradores elétricos. Também , dispõem de medidores de via dupla – vendendo eletricidade à concessionária local quando têm excesso, e adquirindo-a quando há insuficiência. No caso da Alemanha, há previsões no sentido de que, no ano 2050, os sistemas fotovoltaicos possam ser responsáveis por cerca de um terço da energia elétrica gerada, com o estímulo aos usuários  de tarifas-prêmio .

Com este sistema o consumidor torna-se também um produtor de energia, dono e responsável pelo processo de geração. Consumidores que já contam com a energia elétrica convencional geram parte da própria energia que consomem. Em lugar de se gerar a eletricidade em grandes centrais e distribuí-la, ela é produzida no próprio local de uso, reduzindo-se os impactos ambientais das grandes instalações de geração e de transmissão.

Os principais benefícios destas instalações podem ser resumidos na: redução do valor da conta de energia elétrica da concessionária; geração de energia p renovável, sem agressão ao meio ambiente e nem geração de CO₂;  elevada confiabilidade operacional; nível baixo de manutenção; possibilidade de integração com a arquitetura da edificação; e não utiliza baterias elétricas.

No Brasil existem poucas instalações fotovoltaicas conectadas diretamente na rede em áreas urbanas, contudo  o interesse tem crescido muito. Estima-se que de 1995 a 2008, em torno de 33 sistemas conectados a rede elétrica foram instalados no Brasil, totalizando em torno de 100 kWp de potência instalada. Na cidade do Recife, existem duas instalações, uma residencial, e outra em um centro comunitário onde funciona um Infocentro,  ambas do projeto Recife: Cidade Solar, convenio realizado entre a Universidade Federal de Pernambuco e a Prefeitura do Recife.

Portanto, para o Brasil ampliar a utilização da geração da eletricidade solar em seu território, e assim diversificar e complementar sua matriz elétrica, é necessário que politicas públicas sejam efetivamente implantadas com essa finalidade. E os exemplos para a promoção dessa tecnologia são dados pelas experiências de outros paises que incluem desde: subsidios (premios e linhas especiais de crédito); medidas de apoio como campanhas públicas, e educação ambiental; incentivos fiscais e obrigação legal de instalação ou preparaçãodo local para a instalação dos equipamentos.

Esquema de um sistema fotovoltaico conctado à rede

Um sistema fotovoltaico conectado à rede é composto dos seguintes componentes:

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