PROPOSTA PARA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE PAINÉIS FOTOVOLTAICOS EM COMUNIDADES NO SITEMA COPERATIVISTA

O nosso trabalho tem como objetivo analisar a melhor forma na implantação de um sistema de geração de energia elétrica por meio de painéis fotovoltaicos distribuídos em uma determinada área de acordo a atender as necessidades dos associados através do sistema de cooperativas. Portanto foi necessário criar estratégias nos conceitos básicos e trabalhos relacionados com o tema proposto no sistema cooperativista. Além disso, foram avaliadas as tecnologias disponíveis, buscando analisar a melhor configuração de um sistema de geração solar de energia com o objetivo de dar condições a associações de pessoas com poder aquisitivo pequeno e consequentemente reduzir as despesas com energia elétrica, contribuindo para a sustentabilidade de tais instalações. Para este análise foi selecionado um grupo de pequenos comerciantes na região de ilhéus-BA em um total de 30 membros e 30 unidades consumidoras, que permitem instalar um sistema de geração de energia elétrica utilizando painéis fotovoltaicos com cotas de 1500 Kwh.

Como resultado foi proposto a instalação de 28, painéis fotovoltaicos de 330 W de potência cada um, a cada período de 2 meses totalizando no seu final 30 instalações e cerca 840 painéis com potência 276 kWp instalado. MATERIAIS E METODOLOGIA a) PLANEJAMENTO SEQUENCIAL b) FORMAÇÃO DOS ASSOCIADOS • Caracterização do Empreendimento c) CONFIGURAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICOS • Módulo Fotovoltaico • Inversor • Estruturas de suporte d) DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA FOTOVOLTAICOS e) AVALIAÇÃO ECONÔMICA 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES a) LEVANTAMENTO DE MOVIMENTAÇÃO OPERACIONAL b) CONSUMO DE ENERGIA c) ANÁLISE FINANCEIRA • Unidades Consumidoras Tipos A, B e C 5. CONCLUSÕES 6. RECOMENDAÇÕES PARA FUTUROS TRABALHOS 7. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS 1. OBJETIVOS Apresentamos abaixo duas visões, especificados em objetivo geral e objetivos específicos. a)Objetivo geral O objetivo geral, é perceber o desempenho e avaliar a viabilidade econômica da implantação de um sistema de geração de energia elétrica no sistema de painéis fotovoltaicos no entorno das comunidades no sistema cooperativista de forma a atender os interesses incomuns de abastecimento.

b)Objetivos específicos Para apresentação do objetivo geral, se fez necessário elaborar objetivos específicos conforme itens abaixo: • Analisar as tecnologias disponíveis através dos parâmetros qualitativos necessários para viabilizar a implantação do sistema; • Avaliar qual o tipo de tecnologia mais compatível á área de implementação; • Estimar a média do consumo energético das unidades consumidoras interessadas; • Definir a melhor configuração do tipo de tecnologia selecionado; • Avaliar a implantação do sistema de geração solar de energia e suas interferências com a operação, segurança, distribuição; • Apresentar um estudo de viabilidade para os cooperados de forma a atrair interesse de implantação de nova cotas. Uma matéria publicada por “wagner de Cerqueira e Francisco”, relata o histório do crescimento populacional do brasil, onde registra que a primeira contagem se deu no ano de 1872 com um numero de 10 milhões de habitantes, e em 1940, o numero saltou para 41,2 milhões, chegando no século XX com uma população de 200 milhões.

Atualmente, o senso do IBGE, órgão que controla a contagem populacional no país, registra o número de 209 milhões no ano de 2018. A grande dimensão territorial e o potencial do sistema solar no nosso país, favorece a implementação do sistema além dos outros sistemas renováveis existentes. Dentro da área que pegamos como referência a área do município é de 1584,693 km² e área urbanizada com 6,6 Km²Os mais comuns, são as hidrelétricas, geralmente, os seguintes tipos de instalações: pistas de pouso e decolagem (PPD), terminais de passageiros (TPS), seção contra incêndio (SCI), torre de controle (TWR), prédios administrativos, hangares, entre outros. Segundo Infraero (2013), a área de alguns dos aeroportos mais movimentados do Brasil pode ser observada no Quadro 1.

Quadro 1- Dimensões de alguns aeroportos do Brasil Aeroporto Dimensões do sítio (m²) São Paulo (Guarulhos) 13. São Paulo (Congonhas) 1. Figura 1 – Movimentação de Passageiros de 2011 a 2016 Fonte: Adaptado de Infraero (2017). Mesmo com a queda na movimentação de passageiros nos últimos 4 anos, os registros anuais superam o valor de 100 milhões. Isso revela que os aeroportos estão no campo de visão dos usuários e suas infraestruturas são amplamente utilizadas. Portanto, iniciativas sustentáveis atingiriam uma grande quantidade de pessoas e podem elevar o valor da marca no mercado de negócios, configurando como uma ferramenta estratégica de grande importância. Segundo Lopes e Pacagnan (2014), o marketing verde é determinante para melhoria na imagem e reputação da empresa. kWh/m² ou diária de 4,82 kWh/m², aproximadamente.

A região menos ensolarada do Brasil recebe um índice de radiação solar 40% maior do que a região mais ensolarada da Alemanha, que é um dos países líderes no uso de energia solar no mundo. Os fatores básicos que afetam a tomada de decisão da instalação de um sistema de geração solar são os fatores climáticos (irradiação solar, ventos, tempestades de granizo, neve, entre outros), a viabilidade financeira considerando o tipo de geração solar, a quantidade de energia utilizada e a área disponível para a instalação. TIPOS DE GERAÇÃO SOLAR Ao se avaliar a implantação de geração solar de energia elétrica em aeroportos deve-se primeiramente selecionar a melhor tecnologia que reúna os melhores benefícios e não interfira de modo significativo na operação e segurança da aviação civil.

Serão analisados quatro tipos de tecnologias de geração de energia através do sol: sistemas de aquecimento solar de água, sistemas de concentrador solar, paredes solares e sistemas fotovoltaicos. Na Figura 3 é apresentada uma parede trombe. Figura 3 – Parede trombe para aquecimentos de interiores Fonte: Figuerola (2016). A parede trombe é indicada para locais de climas com grande variação de temperatura diária. Possuem tipologia para algumas edificações existentes em aeroportos como, por exemplo, hangares. Contudo, sua utilização em aeroportos não é muito difundida por existir tecnologias com maiores rendimentos. Sistemas Fotovoltaicos Um sistema fotovoltaico de geração de energia converte a energia da radiação solar em energia elétrica. Seu principal componente são os módulos fotovoltaicos que são compostas por inúmeras células fotovoltaicas que são responsáveis em fazer a conversão da radiação solar em energia elétrica.

Podem ser em grandes quantidades e conectados em série e em paralelo (ZILLES et al. Os materiais mais empregados em módulos fotovoltaicos atualmente é o silício e podem ser do tipo monocristalino ou policristalino. São considerados com eficiência significativa na conversão da radiação solar em energia elétrica, bem difundidos e consolidados no mercado (PINHO E GALDINO, 2014). Dispositivos de interrupção de energia também são utilizados nos condutores CC e CA para possibilitar a interrupção em caso de necessidade de manutenção da linha pela concessionária de energia elétrica. Dispositivos de proteção são instalados para resguardar o sistema contra curtos-circuitos e sobretensão. Os sistemas fotovoltaicos são comumente classificados em duas categorias principais: conectados à rede (grid-tie) ou isolados (off grid).

Os sistemas fotovoltaicos conectados à rede são aqueles no qual a energia produzida é transferida diretamente na rede e devem atender os padrões normativos da concessionária local que, no Brasil, é regulamentado pela Resolução Normativa ANEEL nº 482/2012. Nos sistemas isolados não há conexão com a rede elétrica da concessionária e, portanto, necessita de algum dispositivo de armazenamento para transferir energia quando não houver irradiação solar. destaca que o fenômeno fotovoltaico surgiu a partir do desenvolvimento da teoria da mecânica quântica, que não será objeto de estudo do presente trabalho. A capacidade de conversão do módulo (ou o valor da máxima potência), bem como seus parâmetros elétricos, são determinados por testes em condições padronizadas realizados em laboratório.

As condições padrão de teste (ou condições de referência) são definidas para os valores de 1. W/m² de irradiância, 25ºC de temperatura de célula e coeficiente de massa de ar (AM) de 1,5. A produção de energia depende da capacidade de conversão do módulo, bem como das características do local da instalação, ou seja, condições geográficas, meteorológicas e, principalmente, da incidência solar e sua orientação dos módulos em relação ao sol. PR EMISSAS E LEGISLAÇÃO Para proceder com a implantação de um sistema fotovoltaico em aeroportos devem ser analisados diversos quesitos, sendo esses necessários para assegurar que não haverá nenhum impacto sobre a navegabilidade área e o controle do espaço aéreo no sítio aeroportuário e em seu entorno.

Plano Diretor dos Aeroportos A ANAC (2010) define o Plano Diretor de Aeroportos (PDIR) como “o documento elaborado pelo operador do aeródromo, que estabelece planejamento para a expansão da infraestrutura aeroportuária em consonância com a regulamentação de segurança operacional”. O documento é composto de estudos e planejamento (curto, médio e longo prazo) do desenvolvimento do sítio aeroportuário para atender uma demanda futura do transporte aéreo. Portanto, os operadores de aeródromo devem submeter o PDIR para a análise e aprovação da ANAC, conforme Lei nº 11. de 27 de setembro de 2005. Desta maneira, uma avaliação minuciosa do local de instalação do sistema fotovoltaico deve ser realizada, considerando os regulamentos e recomendações das autoridades da aviação civil, para que o projeto não se inviabilize por constituir um obstáculo, tanto dentro dos limites do aeroporto quanto em seu entorno.

Reflexibilidade dos Módulos O módulo fotovoltaico tem a característica de absorver a radiação solar, porém uma parcela desta radiação é refletida pelas superfícies dos módulos, inclusive ocasionado perdas no processo de conversão em energia elétrica. Os fabricantes de módulos fotovoltaicos sempre buscam utilizar materiais visando maximizar a absorção e minimizar a reflexão, aumentando o rendimento dos equipamentos (ASSUNÇÃO, 2014). A reflexão da luz solar pode causar irritação e até mesmo cegueira nos olhos humanos. Devido a tal fato, deve-se avaliar o nível de influência (duração e intensidade) da reflexão dos módulos fotovoltaicos instalados em aeroportos, visando garantir a segurança do voo. Este trâmite visa minimizar os impactos ambientais da implantação do sistema fotovoltaico.

O sistema fotovoltaico tem características favoráveis em relação às questões ambientais como, por exemplo, a ausência de emissão de gases nocivos e a economicidade de recursos naturais por gerar energia elétrica através da irradiação solar. Além disso, aeroportos são locais de ampla área, grande proporção em campo aberto, com licenciamento vigente junto às autoridades ambientais. Por outro lado, a localização do sistema fotovoltaico pode ocasionar uma possível demanda da autoridade ambiental caso seja necessário a remoção de vegetação, manejo da fauna local ou qualquer outra intervenção similar. No caso específico dos sistemas fotovoltaicos instalados em coberturas, o processo de licenciamento pode ser mais simples visto que há alocação dos equipamentos em edificações já existentes e que, provavelmente, foi submetido a um licenciamento.

Quadro 3 - Dados dos módulos fotovoltaicos comerciais Tecnologia Filme Fino Silicio Cristalino CPV (a-Si) (CdTe) CI(G)S a-Si/μc-Si Mono Multi III-V Multijunção Eficiência da Célula 4-8% 10-11% 7-12% 7-9% 16-22% 14-18% 30-38% Eficiência do módulo 13-19% 11-15% aprox. Área por kW (por módulo) aprox. m² aprox. m² aprox. m² aprox. Na Figura 9 são apresentados os custos totais dos sistemas entre o ano de 2009 e 2016. Ao utilizar o custo referente ao setor comercial, observa-se o preço de 2,13 USD/Wp ou R$ 6,75/Wp (considerando a relação de 1 USD = R$ 3,17). Tal valor inclui módulos, inversores, acessórios, instalação, entre outros custos envolvidos e está próximo ao valor estipulado pela Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica - ABINEE (2012) de R$ 6,27/Wp para instalações acima de 30kW.

Figura 9 - Custos totais de um sistema fotovoltaico Fonte: Adaptado de NREL (2016). O consumo de energia do aeroporto é um fator primordial para a avaliação da capacidade de um sistema fotovoltaico. Inclusive, no art. º da referida lei, os créditos gerados pela energia excedente poderão ser utilizados em outro local, contudo a unidade consumidora beneficiada deverá ser associada ao mesmo Cadastro Nacional de Pessoa Jurídica (CNPJ) ou Cadastro de Pessoa Física (CPF) responsável pelo sistema fotovoltaico que gerou os créditos excedentes. Portanto, o perfil energético do sítio aeroportuário deve ser analisado para adequar o sistema fotovoltaico no atendimento exclusivo de cada aeroporto. O operador aeroportuário tem como responsabilidade garantir a compatibilidade do uso do solo com atividades que não prejudiquem a aviação.

O local de instalação deve ser minunciosamente escolhido, pois as estruturas de apoio e suporte dos módulos podem impactar diretamente no custo do projeto, inviabilizando a instalação do sistema fotovoltaico. Tal estrutura pode não suportar uma carga considerável de uma grande quantidade de módulos fotovoltaicos. Módulos de filme fino, apesar da reduzida eficiência, apresentam como uma alternativa para tais estruturas, considerando que são equipamentos leves em relação aos módulos de silício cristalino. Figura 12 – Conector do Aeroporto Santos Dumont Fonte: Figueiredo Ferraz (2008). Além do tipo de estrutura, a forma geométrica também deve ser avaliada, pois determina a necessidade de suporte para a instalação dos módulos. A Figura 13 apresenta um exemplo de uma instalação fotovoltaica em uma cobertura.

Em áreas específicas no aeroporto, geralmente próximas as pistas de pouso e decolagem e no trajeto da aeronave, deve-se atentar ao posicionamento de estruturas para que o sistema fotovoltaico não se torne um obstáculo, apresentando riscos para a aviação (ver detalhes na seção 2. – Disposições das Autoridades da Aviação Civil). A Figura 14 apresenta um exemplo de sistema fotovoltaico instalado no solo. Figura 14 – Sistema fotovoltaico piloto instalado no solo no Aeroporto do Galeão – RJ Fonte: Elaborado pelo autor. A capacidade deste sistema fotovoltaico é de 2,88 kWp (12 módulos de 240 Wp) e foi instalado no Aeroporto Internacional do Rio de Janeiro/Galeão - Antônio Carlos Jobim. Figura 16 – Local de instalação do balizamento solar no Aeroporto Internacional do Rio de Janeiro Fonte: Google Earth Para um empreendimento novo, o equipamento se apresenta como uma ótima alternativa devido a sua facilidade de instalação, independente de cabeamento, infraestrutura elétrica, fornecimento de energia da concessionária local e obra civil.

Outra aplicação de energia fotovoltaica são os postes autônomos de iluminação constituídos de um ou mais módulos fotovoltaicos, de forma a fornecer energia apenas para as lâmpadas instaladas no próprio poste, como pode ser observado na Figura 17. Esses são utilizados também em rodovias, supermercados, shopping centers, entre outros. Figura 17 – Poste autônomo de energia no estacionamento do Aeroporto Santos Dumont Fonte: Elaborado pelo autor. São isolados da rede elétrica e as cargas são alimentadas no período noturno por uma bateria acoplada, carregada durante o dia, no período de irradiação solar. Figura 19 – Módulos instalados no Aeroporto Internacional de Dusseldorf, na Alemanha. Fonte: Perry (2017). Aeroporto de Thunder Bay (Canadá) O Aeroporto de Thunder Bay, no Canadá, implementou a instalação de 36.

módulos que, segundo Naoumov (2012), é capaz de gerar energia renovável para atender 15. residências em 20 anos e evitar a emissão de 7. Department of Energy (2015). Aeroporto Internacional de Cibao (República Dominicana) O Aeroporto Internacional de Cibao, na República Dominicana, é equipado com um sistema fotovoltaico constituído de 5. módulos que, segundo Hall (2013), geram 193. kWh por mês, correspondendo a metade da demanda energética do Aeroporto. Figura 22 – Painéis instalados no Aeroporto Internacional de Cibao, na República Dominicana Fonte: Business Wire (2013).