Glauco Diniz Duarte Viagens – é energia fotovoltaica
Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, o aproveitamento da energia gerada pelo sol, inesgotável na escala terrestre de tempo, tanto como fonte de calor quanto de luz, é hoje uma das alternativas energéticas mais promissoras para prover a energia necessária ao desenvolvimento humano.
Para fins de engenharia, pode-se falar da energia solar para geração fotovoltaica e para geração heliotérmica, apresentadas a seguir.
Geração Fotovoltaica
A energia solar fotovoltaica é a energia obtida através da conversão direta da luz em eletricidade (efeito fotovoltaico). No âmbito desta linha de pesquisa são desenvolvidos projetos e realizados testes com sistemas fotovoltaicos, conectados ou não conectados à rede.
Dentre as principais atividades realizadas, pode-se mencionar o apoio ao projeto da usina fotovoltaica de 3 MW de Furnas, a ser instalada em Jaíba, MG, em projeto de P&D da Chamada Pública no 13/2011 da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel); o apoio ao projeto da usina fotovoltaica de 3 MW da Chesf, a ser instalada em Petrolina, PE, também em projeto de P&D da Chamada Pública no 13/2011 da Aneel; o apoio ao Ministério de Minas e Energia (MME), no âmbito do ProGD (Programa de Desenvolvimento da Geração Distribuída de Energia Elétrica), nos aspectos relacionados à geração fotovoltaica, e na Comissão de Desfazimento do Prodeem (comissão responsável por avaliar e propor destinação para todos os equipamentos remanescentes do Programa de Desenvolvimento Energético de Estados e Municípios – Prodeem).
Adicionalmente, podem ser mencionados trabalhos de apoio ao Programa Luz para Todos, como a realização de ensaios e estudos sobre a adequação de diferentes sistemas SIGFI para alimentar as cargas dos consumidores e a realização do projeto do sistema fotovoltaico, instalado pela Marinha, para alimentar a Estação Científica do Arquipélago de São Pedro e São Paulo.
Finalmente, os pesquisadores desta linha participam do grupo de trabalho dedicado a sistemas fotovoltaicos no âmbito do Programa Brasileiro de Etiquetagem, coordenado pelo Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro).
A equipe, com capacitação nacional e internacional, elabora cursos técnicos sobre sistemas fotovoltaicos, que têm sido ministrados para as empresas do Sistema Eletrobras. As atividades da linha de pesquisa contam com o suporte do Centro de Referência para as Energias Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito (Cresesb), na Unidade Fundão.
Geração Heliotérmica
A energia solar térmica se caracteriza pela utilização da radiação solar incidente em um corpo sob a forma de calor. Os equipamentos mais difundidos com o objetivo específico de se utilizar a energia solar térmica são conhecidos como coletores solares.
Os coletores solares são aquecedores de fluidos (líquidos ou gasosos), sendo classificados em coletores concentradores e coletores planos, em função da existência ou não de dispositivos de concentração da radiação solar. O fluido aquecido pode ser mantido em reservatórios termicamente isolados até o seu uso final. Os coletores concentradores estão associados a aplicações em temperaturas superiores a 100oC, podendo alcançar temperaturas de até 400oC para o acionamento de turbinas a vapor e posterior geração de eletricidade.
Já os coletores planos são utilizados, fundamentalmente, para aplicações residenciais e comerciais em baixa temperatura (por volta de 60oC), como: água aquecida para banho, ar quente para secagem de grãos, aquecimento de piscinas, água aquecida para limpeza em hospitais e hotéis, etc. Os coletores solares planos já são largamente utilizados no Brasil para aquecimento de água em residências, hospitais, hotéis, etc., visando à redução do consumo de energia elétrica ou de gás.
Plantas de médio e grande porte utilizando sistemas ópticos (lentes, espelhos) para concentração da radiação solar e aquecimento de fluidos a altas temperaturas são denominadas de CSP (Concentrated Solar Power). Quatro tecnologias CSP são usadas: cilindros parabólicos, torres solares, coletores lineares de Fresnel e concentradores (“discos”) parabólicos. Nas três primeiras tecnologias, normalmente o calor captado é usado na produção de vapor e posterior acionamento de turbinas para fins de geração de energia elétrica. Na última, a energia elétrica é gerada em motores stirling. As tecnologias apresentam diferentes níveis de maturidade, variando desde a viabilidade comercial dos cilindros parabólicos – que dominam o mercado com 90% da potência instalada, passando por plantas piloto comerciais com torres solares, a projetos pilotos com concentradores de Fresnel. As potências destas plantas podem variar de uma dezena de kW, nos sistemas stirling, até centenas de MW, em plantas com cilindros parabólicos.
Em 2013, as instalações CSP de diferentes tecnologias de concentradores solares atingiram uma potência instalada global da ordem de 2,8 GW, onde aproximadamente 90% das instalações se encontravam em operação. A Espanha é responsável por cerca de 65% do total das plantas em operação no mundo.
Uma grande vantagem dos sistemas solares térmicos é a possibilidade de serem acoplados a sistemas de armazenamento de calor para uso em outros horários, que não coincidem com a incidência solar. Isso traz maior flexibilidade no despacho de energia elétrica, em comparação aos sistemas fotovoltaicos, além de maior eficiência no processo de conversão de energia e de uma gama de aplicação mais ampla. Outra vantagem é a possibilidade de integração com outras aplicações que necessitem de energia térmica.
No Brasil, ainda não existem plantas solares com concentração para geração de energia elétrica em operação, embora haja algumas equipes de especialistas em universidades públicas e privadas estudando o assunto. Em função das condições favoráveis de irradiação no paísl, particularmente no Nordeste, e com base nos estudos já realizados, entende-se que o aproveitamento do recurso solar para a geração de energia elétrica tem potencial de aplicabilidade. Para avaliação deste potencial, o Cepel, com apoio dos ministérios de Minas e Energia (MME) e de Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), vem trabalhando num projeto de implantação de uma planta heliotérmica piloto utilizando a tecnologia de cilindros parabólicos.
O projeto conta com financiamento da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) e do Governo do Estado de Pernambuco através da Secretaria de Tecnologia e Meio Ambiente (SECTEC). Participam também diretamente deste projeto a Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) e a Eletrobras Chesf. A localização da planta é próxima à cidade de Petrolina (PE), em um terreno cedido pela Companhia de Desenvolvimento dos Vales do São Francsico e do Parnaíba (Codevasf).
Esta iniciativa consiste na primeira etapa de um projeto maior que visa à construção de uma plataforma de pesquisa experimental em energia solar, nos moldes de plataformas de pesquisa existentes no exterior, como, por exemplo, a de Almeria (Espanha). Com esta implantação pretende-se desenvolver capacitação nacional tanto para a operação de plantas desta natureza quanto para a fabricação de componentes e sistemas completos de geração (captação da energia solar, concentração e geração de energia elétrica).
