O que significa fotovoltaica – Glauco Diniz Duarte

A radiação solar como fonte primária de energia tem um papel de destaque na transformação de economias baseadas em combustíveis fósseis em economias de baixo carbono, o que é imprescindível para amenizar os efeitos adversos das mudanças climáticas e atender aos compromissos das nações e do Brasil estabelecidos no Acordo de Paris.

Tipos de aproveitamento da energia solar

O aproveitamento da energia solar é obtido por efeito fotovoltaico ou térmico. No efeito fotovoltaico (FV), a obtenção da energia elétrica ocorre pela incidência de fótons da radiação solar sobre um material semicondutor, previamente purificado e dopado. Esse semicondutor é o principal componente das tradicionais células solares, que interligadas constituem o núcleo dos chamados painéis solares. Além de atender a demanda por eletricidade pela indústria, comércio e residências, a energia elétrica obtida pelo efeito fotovoltaico também é utilizada na produção de hidrogênio e hidrocarbonetos sintéticos, por meio da eletrólise.

O efeito térmico solar gera o calor utilizado para o aquecimento ou resfriamento de água bem como para a geração de vapor no uso industrial ou doméstico.  Pela via térmica também se produz energia elétrica através do processo denominado CSP (concentrated solar power).

No Brasil, a difusão da geração de energia a partir do sol teve destaque na geração de calor (para aquecimento de água) e na geração de eletricidade fotovoltaica. Nesse caso, a geração de eletricidade ocorre de forma distribuída ou centralizada.

A geração distribuída

Na geração distribuída, os sistemas podem ser isolados ou conectados à rede elétrica. Os principais componentes de um sistema fotovoltaico isolado de geração de energia são os seguintes: painel fotovoltaico, controlador de carga, inversor e banco de baterias. Nos sistemas conectados à rede, deve ser incluído a medição bidirecional de energia. O banco de baterias pode ser mantido quando se opta por um sistema híbrido em localidades com alta instabilidade na rede elétrica.

Quanto às células fotovoltaicas, os principais tipos atualmente disponíveis são: células cristalinas e células de filme fino. No âmbito dessas duas tecnologias existem diversas variações de arquitetura, de processo produtivo e de semicondutores que são utilizadas visando à redução de custos e o aumento da eficiência das células e painéis. Atualmente, as células de silício mono e policristalino são as que detêm a maior participação de mercado.

Em paralelo, diversos outros tipos de células cristalinas e de filme fino despontam como apostas tecnológicas, como por exemplo as células multijunção e as orgânicas, dentre diversas outras. O gráfico a seguir mostra a composição típica média de preço de um sistema fotovoltaico.

Composição típica do sistema fotovoltaico

Um marco importante para o incremento da utilização de sistemas solares de geração distribuída foi a Resolução ANEEL 482, de 17 de abril de 2012, pela qual foram instituídos incentivos, como por exemplo, a compensação de energia, com a criação da figura do produtor-consumidor, no âmbito do chamado sistema net meetering.

A principal característica do net meetering é a possibilidade de se injetar na rede elétrica a energia produzida pelos painéis fotovoltaicos não consumida, convertê-la em créditos para a compensação posterior, quando o consumo supera a produção dos painéis.

Em 24 de novembro de 2015, a ANEEL aprimorou a Resolução 482/2012, ampliando os incentivos à geração solar distribuída, tais como:

• elevação do limite da potência instalada de 1MW para 5MW;

• aumento do prazo de validade dos créditos de geração para até 5 anos;

• criação da modalidade de geração compartilhada; e

• possibilidade do autoconsumo remoto, além da simplificação do processo de registro do produtor de energia solar junto a concessionária local.

Adicionalmente, com a redução progressiva dos custos, o aumento do rendimento dos sistemas solares, e a elevação das tarifas das concessionárias de distribuição de energia, a paridade de custo final da energia produzida pelos sistemas fotovoltaicos e das tarifas das concessionárias já é uma realidade, o que incentiva a autoprodução de energia. Abaixo um gráfico que demonstra a acentuada redução nos custos de implantação dos referidos sistemas.

Evolução dos preços dos sistemas fotovoltaicos

A geração centralizada

Na geração centralizada, a energia solar é produzida em localidades distantes do consumo. As instalações centralizadas, também chamadas de fazendas solares, dispõem de diversos painéis solares interconectados, que podem ser equipados com rastreadores a fim de acompanhar o percurso solar durante o dia, e assim propiciar um melhor aproveitamento da radiação solar.

Os leilões de energia promovidos pelo poder concedente a partir de 2014 tem sido o maior incentivo à geração centralizada e à inserção da fonte solar na matriz elétrica brasileira. Pelo lado da demanda, esse incentivo ocorre por meio de contratos de compra e venda de energia de longo prazo, que estimulam empreendedores a desenvolverem projetos. Pelo lado da oferta tecnológica, a contratação centralizada por leilões garante aos fornecedores de equipamentos a previsibilidade de suas encomendas e o atingimento de economias de escala.

A capacidade instalada de geração solar no Brasil é da ordem de 1,3GWp, dos quais aproximadamente 307 MWp correspondem à geração distribuída. O Plano Decenal de Expansão de Energia da EPE projeta uma capacidade de 12,9 GWp para 2026 dos quais 3,3GWp relativos a sistemas distribuídos. Com essa projeção, a participação aproximada da energia elétrica oriunda da fonte solar passará dos atuais 0,8% para 6% da capacidade total do país.