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Ambiente Energia

Até o último raio de sol

Publicado em 14 março 2010

Por Jeverson Barbieri

O desenvolvimento do primeiro conversor eletrônico de potência trifásico para a conexão de painéis solares à rede elétrica brasileira inaugura uma nova etapa no aproveitamento da energia solar no país. Com grau de eficiência de 85%, o protótipo de laboratório teve um custo da ordem de R$ 15 mil, financiado com recursos da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). Os testes foram realizados entre dezembro e janeiro, nas instalações do Laboratório de Hidrogênio (LH2), do Instituto de Física "Gleb Wataghin" (IFGW), onde já funciona uma planta piloto de geradores alternativos conectada à rede da CPFL Paulista. A pesquisa foi conduzida pelo doutorando Marcelo Gradella Villalva e orientada pelo professor Ernesto Ruppert Filho, da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC).

De acordo com Ruppert, não se tem notícia até o momento de nenhum outro conversor eletrônico similar que tenha sido desenvolvido por empresa ou instituto de pesquisa brasileiro e que tenha sido colocado em operação e testado com êxito numa instalação de paineis solares com capacidade de 7,5 kW. "Este conversor substituiu plenamente, durante o período de testes, os três conversores eletrônicos monofásicos adquiridos da empresa alemã SMA, que estão atualmente ligados a esses paineis solares", afirmou o orientador. Diante dos resultados, o próximo passo é buscar parceiros interessados na industrialização do conversor.

Vantagens

Ainda que o protótipo tenha consumido R$ 15 mil, Ruppert lembrou que a Fapesp destinou R$ 70 mil ao projeto todo, uma vez que foi necessário montar uma bancada com todos os equipamentos de medição e de testes. Especificamente com relação ao protótipo, o orientador da pesquisa calcula que em escala de produção o conversor tenha um custo final aproximado de R$ 10 mil. "Existem alguns componentes que poderiam custar muito menos, caso já estivesse em escala industrial. Se compararmos o custo final de R$ 10 mil com o custo do conversor importado, isso significa uma redução de um terço. É realmente muito vantajoso nacionalizar essa tecnologia", assegurou.

Villalva explicou que todas as fontes renováveis necessitam de algum tipo de conversor eletrônico de potência para poder fazer o aproveitamento adequado da energia elétrica produzida. Os paineis fotovoltaicos geram energia elétrica em tensão e corrente contínuas, que não podem ser utilizadas na rede elétrica. Portanto, o papel do conversor é transformar a tensão e a corrente da forma contínua para a alternada. Ainda segundo o doutorando, existe uma dificuldade muito grande em obter equipamentos para paineis fotovoltaicos, o que causa uma dependência de tecnologia importada, como o caso dos conversores alemães instalados no LH2. "Por este motivo resolvemos desenvolver um equipamento nacional. Atingimos a eficiência de 85%, no entanto o objetivo agora é chegar aos 90% para alcançar a tecnologia alemã", assegurou.

Gargalo

Para o doutorando, a tecnologia de energia solar ainda não avançou no Brasil porque os paineis são muito caros. Ademais, existem outras formas de energia mais baratas. Outro ponto fundamental lembrado por Villalva é que, no Brasil, ainda não foi criada a cultura de geração distribuída de energia. "Isso não foi ainda devidamente regulamentado para pequenos produtores", afirmou. Nos países mais avançados é possível ter em casa um painel solar e um conversor eletrônico gerando energia junto com a rede elétrica.

Paineis solares instalados no Instituto de Física "Gleb Wataghin": geradores alternativos conectados à rede elétrica. Porém, isso deve surgir em breve por aqui, prevê o pesquisador. E quando isso acontecer seguramente gerará uma demanda de mercado. "Se não tivermos um produto próprio com tecnologia nacional, vamos continuar importando dos Estados Unidos e da Alemanha. Portanto, o gargalo está na tecnologia cara dos painéis, na inexistência de um mercado que force o barateamento dessa tecnologia no país e, por último, a ausência de tecnologia nacional de conversores eletrônicos.", garantiu Villalva.

Além disso, ele mencionou a necessidade de uma política de incentivo para essas energias. Segundo o pesquisador, em Brasília já tramitam diversos projetos de lei nesse sentido e se forem realmente aprovados, o Brasil passará a ser um país de energia limpa. "No estado atual, isso não existe. Existem pequenos projetos, porém isolados. Não há uma massificação da energia alternativa limpa e isso é uma coisa desejável porque dispomos de muito sol e vento", disse. Atualmente, a líder em tecnologia na área de energia solar é a Alemanha, onde já estão instalados 6.500 MW de geração fotovoltaica, o que significa metade da energia produzida pela hidrelétrica de Itaipu. Com níveis de irradiação solar superiores aos da Alemanha, o Brasil ainda tem uma geração de energia solar praticamente desprezível em sua matriz energética.

O fato de ter energia hidráulica em abundância também tem contribuído muito na falta de investimento em usinas de geração solar. Em termos de meio ambiente a energia solar é muito melhor. A hidráulica, mesmo considerada limpa, requer mudanças na geografia e no clima da região.

Ruppert afirmou que na Europa e nos Estados Unidos a utilização de geradores de energia elétrica conectados à rede secundária de distribuição por pequenos consumidores individuais já é uma realidade. A tecnologia de pequenos conversores para painéis solares fotovoltaicos é amplamente empregada e divulgada nesses países. Consumidores são incentivados e subsidiados por agências governamentais para a instalação de sistemas de geração residenciais conectados à rede elétrica. Painéis solares e conversores eletrônicos para a conexão com a rede são produtos facilmente encontrados no mercado e acessíveis ao grande público nos países desenvolvidos.

Além das vantagens para o usuário, módulos fotovoltaicos com pequenos conversores eletrônicos de potência descentralizam o processamento da energia e diminuem custos e necessidade de espaço físico em um mesmo local. Dessa forma, um conjunto de geradores fotovoltaicos pode ser instalado em qualquer ambiente em que haja incidência de raios solares, sem demandar áreas específicas, podendo ocupar telhados ou paredes. "A integração de paineis solares com a arquitetura predial é hoje uma prática comum e que rende bons resultados estéticos, ambientais e econômicos, pela energia elétrica gerada e pela redução dos custos de construção. Os módulos fotovoltaicos podem ser utilizados como elementos de acabamento arquitetônico, tornando seu uso ainda mais interessante", disse Ruppert. Esses módulos podem ser instalados em quaisquer tipos de construções como residências, condomínios, escolas, creches, hospitais e outros locais públicos, uma vez que não há grandes restrições de espaço para instalação e não há emissão de ruídos, resíduos, ou qualquer tipo de poluição, ressalta o orientador da pesquisa.

No caso brasileiro, o professor aponta que os grandes aproveitamentos decorrentes desse tipo de tecnologia dependem basicamente de dois fatores. O primeiro, da regulamentação e da atitude do governo de ter geração fotovoltaica e o segundo, do interesse da iniciativa privada, uma vez que empresários interessados na área deverão surgir. É um investimento que se paga a médio prazo. "Já existe um certo consenso de que toda a energia alternativa existente não ultrapassará 30% do que o mundo necessitará. Um dia teremos que caminhar para a energia nuclear, porém antes precisamos aproveitar o que existe disponível de energia limpa", alertou Ruppert.

do Jornal da Unicamp