Graças a energia solar, a produção própria de eletricidade já é uma realidade brasileira. O meio ambiente é favorecido porque trata-se de uma fonte não poluente e de uma instalação de baixo impacto. Além disso, o consumidor é ganha com a economia proporcionada.
Trouxemos neste texto os principais benefícios da energia fotovoltaica, como ela funciona e como ela se encontra hoje no cenário brasileiro.
Afinal, o que é energia solar e energia fotovoltaica?
É chamada de energia solar aquela que é proveniente do sol, seja da sua luz o do seu calor. A tecnologia derivada dos raios solares é a energia fotovoltaica. Já o calor é usado para produzir a energia solar térmica e a heliotérmica.
Energia solar térmica
Esse é um tipo de energia que usa diretamente o calor do sol para aquecer outro meio que, em geral, é a água. Esse processo decorre da captação desse calor pelas placas solares que costumam ser instaladas nas coberturas de residências, por exemplo.
Os coletores consistem em painéis de aquecimento que fornecem água quente por meio de circulação forçada ou de termossifão. A circulação forçada ocorre quando o depósito de água se encontra no interior da casa e os painéis no telhado. Nesse caso, a circulação da água quente é feita por uma bomba hidráulica.
Na instalação térmica por termossifão, o depósito do líquido está em um nível mais alto que os coletores. Devido a isso, a circulação se dá por convecção natural, de acordo com a diferença das densidades da água fria e da aquecida.
Os coletores solares são uma tecnologia mais em conta que fornecem água aquecida para chuveiros e torneiras. No entanto, as outras funcionalidades da casa continuam dependendo da eletricidade fornecida pela rede.
Energia heliotérmica
A energia térmica do sol pode ser concentrada para posterior transformação em eletricidade. Assim, são usados os concentradores solares nas usinais heliotérmica que têm funcionamento parecido com o das usinas termoelétricas, mas a diferença é o combustível que, no lugar de carvão ou gás, é o sol. Assim, evita-se a poluição atmosférica.
O calor concentrado ferve a água que gera vapor e faz uma turbina girar. A turbina em movimento aciona um gerador que produz a energia elétrica. Há três tipos principais de concentradores solares: calha parabólica, motor de calor e torre de energia.
As calhas consistem em espelhos de formato cilíndrico-parabólico que são inclinados em direção do sol e concentram o calor em uma tubulação em que circula um fluido. Esse fluido é um óleo térmico que é bombeado a fim de aquecer a água e produzir vapor.
O sistema motor de calor utiliza discos espelhados em formato parabólico para concentrar o calor em um receptor localizado no foco do espelho. Em seguida, o fluido é aquecido para colocar as turbinas em movimento.
O uso da torre solar fica no centro de uma usina cercada por espelhos que focalizam os raios do sol no seu topo. O receptor transforma a radiação em calor que é conduzido pelo fluido térmico para o gerador de vapor na base da torre.
Energia solar fotovoltaica
Nessa modalidade ocorre a produção direta de eletricidade por meio da transformação da radiação de sol. O calor não está envolvido nesse processo que é realizado pelos módulos fotovoltaicos. Eles geram uma corrente contínua que precisa ser transformada em corrente alternada para abastecer as funcionalidades elétricas. Essa conversão é feita pelo inversor de frequência.
O inversor é um elemento de alto sensibilidade e extrema importância dentro de um sistema de energia solar, já que sem ele a energia produzida não tem utilidade. Por isso, quando é feito o projeto, é levado em consideração o número de painéis que serão necessários e a potência do inversor que estará conectado a eles.
Também é necessário um equipamento de proteção desse componente eletrônico que é a String Box. Ela consiste em um quadro elétrico que aloja os fusíveis, a chave seccionadora e o Dispositivo de Proteção contra Surto (DPS). Todos esses elementos trabalham de forma a detectar picos nocivos de corrente derivados de anomalias elétricas ou até descargas atmosféricas.
Dessa forma, é evitada que uma sobretensão seja transmitida para outros aparelhos, sendo drenada para o aterramento daquele sistema. Em caso de curto-circuito, a String-Box sacrifica seus componentes evitando que o inversor seja danificado e que um incêndio coloque em risco vidas humanas.
De acordo com a conexão do sistema fotovoltaico à rede ele é considerado Off Grid ou On Grid. Os sistemas Off Grid são mais comuns em áreas remotas onde a rede da concessionária de energia não chega. Para o seu funcionamento, é necessária a instalação de um banco de baterias e controladores de carga a fim de guardar energia para momentos em que não há produção, como à noite.
Os sistemas On Grid ou Grid Tie são aqueles conectados à rede elétrica e realizam troca de energia com ela. Assim, caso o que foi gerado pelos painéis não supra a necessidade, nada para de funcionar.
Quais os benefícios econômicos e ambientais da energia fotovoltaica?
A produção própria de energia elétrica por meio dos raios de sol acarreta em diversos benefícios, especialmente econômicos e ambientais.
Econômicos
O consumidor brasileiro sofre com as tarifas energéticas que sempre variam e encarecem o uso de eletricidade. Quando alguém opta por esse investimento, as contas de energia tendem a cair, podendo chegar a uma redução de 98%. Isso varia de acordo com a demanda de consumo do local e da quantidade de painéis instalados.
O consumo energético, especialmente de uma família, tem variações no decorrer dos meses devido a mudanças climáticas, estações do ano, viagens e até visitas. Dessa forma, há momentos em que a eletricidade gerada pelo sistema fotovoltaico excederá o consumo.
Nesse caso, o excedente é injetado na rede energética e computado na forma de créditos. Esses créditos podem ser usados para dar descontos na fatura energética ou para cobrir o abastecimento quando a demanda elétrica na casa é maior.
Além disso, a tendência é que os imóveis que têm um sistema de energia solar instalado tenham seu valor de mercado aumentado. Isso é o que aponta um estudo do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos Estados Unidos.
Investir nessa forma de energia, permite ainda diversificar a matriz energética brasileira. Isso porque o consumidor que tem todo o abastecimento da sua casa feito pelos módulos fotovoltaicos, passa a economizar energia, poupando a que é fornecida pelas fontes hídricas, por exemplo, para a iluminação pública.
Outra vantagem econômica são os modelos de empreendimentos que surgiram. Graças a novas regulamentações estabelecidas pela Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica), surgiu a possibilidade da geração compartilhada. Essa modalidade de consumo se caracteriza, de forma sucinta, pela união de pelo menos duas pessoas físicas ou jurídicas em um consórcio ou cooperativa.
A partir de então esse grupo pode alugar um terreno para fazer a instalação de um sistema fotovoltaico. Todo o custo de compra, instalação e manutenção dos equipamentos é divido entre todos. Da mesma forma, a energia e os créditos daquela unidade produtora são partilhados entre todas unidades consumidoras.
Outro empreendimento comum são os condomínios verticais ou horizontais com múltiplas unidades consumidoras. Várias casas ou apartamentos são abastecidos pelo mesmo sistema, assim como as áreas comuns a todos os condôminos. Nesse caso, a administradora do condomínio é a responsável pela geração e manutenção, não sendo necessária a formação de associação.
Uma opção interessante de negócio é escolher uma franquia de energia solar para investir. Essa é uma forma de começar a empreender e garantir uma renda extra por meio da venda de painéis fotovoltaicos para consumidores. Enquanto vários tipos de franquia tornam-se obsoletos, os empreendimentos solares caminham para o futuro.
Dessa forma, é possível concluir que o mercado fotovoltaico ajuda no fortalecimento da economia do país já que ele gera empregos de forma direta e indireta. Desde a produção de equipamentos, o planejamento de projetos, a fabricação e a venda de equipamentos até a instalação e a manutenção, diversas vagas são criadas. E previsto que até 2020, esse setor seja responsável por mais 100 mil vagas de emprego.
Ambientais
Enquanto a demanda energética mundial aumenta, economizar energia é uma das principais medidas para poupar recursos naturais. A utilização de fontes renováveis é também muito importante dentro do contexto ambiental. Mas é preciso averiguar os impactos causados pela instalação das geradoras.
Apesar de mais de 80% da produção brasileira de eletricidade derivar das hidrelétricas, que são consideradas renováveis, seu impacto ainda é grande. Para construção das estações hídricas é necessário inundar regiões de centenas de quilômetros de extensão. Isso provoca prejuízos ao bioma do local, já que é preciso derrubar árvores e retirar a vegetação do local, colocando em risco a fauna que ali habita.
Muitas vezes é necessário também canalizar um rio para produzir energia, fazendo a mudança de rota do seu fluxo. Isso pode resultar em alagamentos acidentais de outras áreas que não sejam a da usina, provocando de regiões ilhadas e submersas. Isso acaba deixando muitas famílias ribeirinhas desabrigadas e inutiliza a terra fértil.
As instalações solares, por sua vez, têm seu impacto reduzido ao local. Como a matéria-prima da geração de energia é a luz do sol e ele é uma fonte quase inesgotável, não há gasto ou exploração de recursos naturais.
Para a fabricação dos módulos, é preciso ter silício que é obtido da extração do quartzo. Ainda assim, pela durabilidade do equipamento, o emprego do recurso é ambientalmente viável. Outro ponto favorável é que o quartzo é o minério mais abundante da terra, sendo que o Brasil tem as maiores reservas do mundo.
Em 2015 diversas nações, incluindo a brasileira, assinaram o Acordo de Paris durante a COP21. Com isso, foi estabelecido o compromisso de reduzir a emissão de gases de efeito estufa dentro do contexto sustentável. Esse acordo tem por objetivo manter o aumento da temperatura média global em menos de 2 graus Celsius para evitar uma sequência de desastres ambientais.
Após a aprovação do Congresso Nacional, foram estabelecidas em 2016 as metas brasileiras para o cumprimento do Acordo de Paris, então chamadas de Contribuição Nacionalmente Determinada (NDC). A NDC do Brasil visa reduzir a emissão de gases de efeito estufa em 43% do que foi emitido em 2005, em 2030.
Para chegar a esse resultado, será necessário aumentar a participação das energias renováveis na matriz energética nacional em 18%, além de alcançar um total em participação de 45% até 2030.
Apesar de ambiciosa, essa meta pode ser facilmente alcançada por meio da exploração do potencial solar brasileiro. Dessa forma, o uso da energia fotovoltaica diminui a dependência de combustíveis fósseis e reduz o rastro de carbono.
Quais os principais incentivos de uso da energia solar no Brasil?
A primeira medida que revolucionou a forma como os brasileiros produzem e consomem a energia fotovoltaica foi a que possibilitou a troca de corrente com a rede concessionária. A partir daí o caminho foi aberto para o sistema de compensação dos créditos, para o compartilhamento de produção, entre outros. Assim, outras facilidades e incentivos foram criados para fomentar o crescimento dessa forma renovável de eletricidade.
Isenção fiscal e incentivo governamental
Em 2015, foi concedida a isenção de ICMS para compra de componentes relacionado à produção das energias eólica e solar. Para as aquisições fotovoltaicas, a isenção cobre módulos e geradores fotovoltaicos, não se estendendo a outros equipamentos como cabeamento, inversores de frequência, estruturas metálicas, entre outros.
Nesse mesmo ano, o ICMS passou a ser descontado apenas da energia que foi consumida pela unidade, não entrando no cálculo o que foi gerado. A adesão a essa medida até agora conta com 23 estados da federação mais o Distrito Federal.
O Governo Federal lançou em dezembro de 2015 o Programa de Desenvolvimento da Geração Distribuída de Energia Elétrica (ProGD) com o objetivo de incentivar a geração de energia pelas placas solares em diversas unidades consumidoras.
Como resultado deste estímulo, a Aneel já registrava em janeiro de 2017 mais de 7 mil conexões de geração distribuída. Os investimentos do ProGD foram de 100 bilhões de reais e é previsto que, até 2030, quase 3 milhões de unidades consumidoras possam produzir sua própria energia. Isso evita que 29 milhões de toneladas de CO2 sejam lançados na atmosfera.
Linhas de crédito especiais
A Caixa Econômica Federal lançou uma linha de crédito para compra de material de construção, o Construcard. Além dos materiais comuns como tijolos, pisos e telhas, é possível usar esse crédito para aquisição de aquecedores solares e equipamentos fotovoltaicos.
O consumidor interessado, deve ir a uma agência da instituição com os documentos necessários para ser submetido a análise de crédito. Após aprovado o financiamento, ele recebe o cartão Construcard para realizar suas compras em lojas credenciadas com o programa.
Então, ele tem de dois a seis meses para realizar essas compras. Durante esse período, o cliente paga apenas os juros do financiamento. Após isso, o prazo para o pagamento da amortização varia de um a 240 meses.
O Banco Nacional do Desenvolvimento (BNDES) aprovou em junho de 2018 algumas mudanças no Programa Fundo Clima. A partir de agora, pessoas físicas podem financiar até 80% de itens como placas solares, sistemas geradores fotovoltaicos, inversores de frequência e coletores solares.
Há ainda o Programa Nacional de Fortalecimento da Agricultura Familiar (Pronaf) do BNDES. Ele tem por objetivo auxiliar pequenos produtores de propriedades rurais a adquirir diversas tecnologias ambientais, como itens para energia fotovoltaica de até 165 mil reais. Com juros que variam entre 2,5% a 5,6%, o agricultor pode começar a pagar 3 anos depois da contratação, de acordo com a tabela do programa.
A energia solar é um investimento de alto custo?
Desde o primeiro mês de uso, a energia solar já proporciona descontos na fatura energética. Dependendo da potência do sistema fotovoltaico, o consumidor só paga a taxa de iluminação pública e a taxa da concessionária de energia. Dessa forma, a economia com energia solar varia de 50% a 95%.
Outro fator importante é a durabilidade do sistema que em média é de 25 anos. Mas há equipamentos que estão em funcionamento desde os anos 1970. Com uma manutenção adequada, os painéis solares chegam a 30 anos de vida útil.
Essa manutenção não é cara, nem trabalhosa. O processo consiste na limpeza apenas com sabão não abrasivo e água para retirar poeira, folhas de árvores e até dejetos de pássaros. É importante que isso seja feito porque além de danificar o equipamento, a sujeira também prejudica a eficiência da captação solar e, por consequência, da produção energética.
Isso pode ser feito com uma frequência de seis em seis meses em regiões mais secas. Em outras áreas a chuva é capaz de fazer a lavagem e a frequência da limpeza pode ser reduzida para um ano.
Também é necessário verificar que os parafusos da estrutura em que as placas estão fixadas estejam bem presos e encaixados para evitar de cair.
Levando em consideração todos esses aspectos, mesmo que o investimento inicial com a aquisição seja alto, esse é praticamente o único gasto. Com a redução de gastos da fatura energética, o valor investido é recuperado em uma média de 7 a 9 anos. Assim, comparativamente, a energia solar sai mais barata a longo prazo que a forma convencional.
Quais os principais desafios e previsões desse investimento?
O maior desafio da energia solar no Brasil é que o setor cresça em participação expressiva na matriz energética. Algumas conquistas demonstram otimismo como o fato de termos alcançado a marca histórica de 1 gigawatt (GW) de potência instalada em usinas de fonte solar fotovoltaica em 2017.
Com isso, o país figura entre os 30 de 195 do mundo que contam com essa potência de fonte solar. Segundo a Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (Absolar), isso seria suficiente para abastecer 500 mil residências.
Ainda assim, a produção fotovoltaica representa apenas 0,02% de toda a energia gerada em território nacional. Isso acaba sendo um desperdício quando se pensa na insolação superior a 3000 horas por ano em média. Só na região Nordeste, a incidência solar seria capaz de produzir de 4,5 a 6kWh por dia.
A Alemanha, que é uma das grandes referências mundiais em incentivo de geração fotovoltaica, tem um índice de irradiação média que varia entre 900 e 1.500 quilowatts-hora (kWh) por metro quadrado (m²) anual. Este é um valor que está abaixo do pior índice do Brasil, que é de 1.500 kWh/m² ao ano no Paraná. A melhor irradiação chega 2.400 kWh m²/ano que é a segunda melhor do mundo, ficando atrás apenas da Austrália.
Por isso, há um atraso de pelo menos 15 anos na gestão de energia solar. Em 2002 foi lançado o primeiro programa federal de energias renováveis (Proinfa) que acabou deixando a fotovoltaica de lado. Foi só em 2014 que a Aneel realizou o primeiro leilão para implementar usinas solares.
A partir de agora, o Ministério de Minas e Energia prevê um crescimento de cerca de 25 mil megawatts (MW) de energia proveniente de fonte eólica ou solar. Isso pode ser observado, por exemplo, pelo lançamento dos dois maiores empreendimentos de energia solar da América Latina, no Piauí e em Minas Gerais.
O Parque Solar Nova Olinda, em Ribeira do Piauí, é o maior em operação do território latino-americano. Com 930 mil placas fotovoltaicas, ele é capaz de abastecer 300 mil domicílios e foi uma iniciativa do governo do estado em parceria com a empresa italiana que venceu o leilão, a Enel.
A usina solar Pirapora II, em Minas Gerais, está em fase de projeto e, quando estiver em operação, será a maior da América Latina com capacidade de abastecer 420 mil casas em um ano. O empreendimento é uma parceria da empresa francesa EDF Energies Nouvelles e da canadense Canadian Solar e foi possível graças ao financiamento do BNDES.
Neste texto, você aprendeu quais são as formas de energia solar e quais as diferenças entre elas. Descobriu também os principais benefícios da energia fotovoltaica e como a economia com energia solar é possível e segura. Lembre-se de que o investimento em energia solar tem retorno garantido e que as franquias são uma ótima opção de negócio.
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