Na esteira das comemorações de o Brasil ter alcançado a marca histórica de 1 gigawatt (GW) de potência instalada em usinas de fonte fotovoltaica (energia solar), conectadas à matriz elétrica nacional, um projeto de pesquisa, desenvolvido pelo professor da Universidade Federal Rural da Amazônia (UFRA) e membro sênior do IEEE – organização internacional profissional e técnica dedicada à inovação – Otávio Chase, inova em dois aspectos: o sensor de baixo custo, com tecnologia IoT (Internet das Coisas), mede o fenômeno da super irradiância – quando a potência de iluminação do Sol ultrapassa valores comuns à superfície da terra –, avalia a sobrecarga do sistema fotovoltaico e promove o desligamento automático de uma planta solar para proteger o sistema antes que ele seja danificado.
O equipamento desenvolvido pelo cientista amazônida, em sua tese de doutorado no Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas da Universidade Federal do Pará (Gedae/UFPA), também está ligado ao meio ambiente.
De acordo com Otávio Chase, quando um sistema fotovoltaico é interrompido ou danificado, por conta do fenômeno da super irradiância - que ocorre quando a irradiação solar atinge valores acima de 1000 W/m2 -, e não pode mais gerar energia elétrica, os consumidores passam a usar energia proveniente das fontes não limpas, como no caso do carvão e o diesel, que agridem o meio ambiente e contribuem para a emissão de gases poluidores como o dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxidos nitrosos (N2O), aumentando os danos à atmosfera e a populações.
Outro agravante, numa matriz elétrica predominantemente formada por hidrelétricas, é a sobrecarga em cima deste tipo de geração, o que pode gerar um possível colapso de energia no futuro, como os apagões ocorridos nos anos de 2001 e 2015.
“A grande vantagem dos sistemas fotovoltaicos é que não emitem gases poluidores causadores do efeito estufa. Na Região Norte, por exemplo, próximo à linha do Equador, identificamos irradiâncias na faixa de 1400 W/m2, 40% acima do valor normal da irradiância terrestre. Estudos como este são importantes para manter o bom funcionamento dos sistemas fotovoltaicos e sua contribuição com o meio ambiente ”, complementa o especialista.
Estudo vai para o mercado
O sensor tem por função detectar o fenômeno através de uma escala potencial, enviando alertas para os celulares cadastrados no sistema online, que recebe os avisos e os distribui. A aplicação pode desligar uma placa ou até uma usina inteira, ou numa fase posterior a ser desenvolvida o sistema poderá perceber que irá ocorrer o episódio e desligar automaticamente a rede, que irá desarmar para evitar a sobrecarga.
O protótipo do sensor foi validado em julho do ano passado, passando depois por mais testes em uma usina solar na universidade paraense, encontrando-se em funcionamento desde então. A próxima fase será de estudos de viabilidade econômica para produção em maior escala. Ele informou que está desenvolvendo a segunda fase do equipamento, agregando novas funcionalidades de comunicação e capturas de outras variáveis. O custo total do projeto-piloto ficou em R$ 12 mil, realizado com recursos próprios do pesquisador.
Com recursos de R$ 30 mil/ano, seria possível utilizar o sensor e criar uma estação de monitoramento, mas, até agora nenhuma empresa privada nem instituição governamental se interessou no projeto para comercializá-lo.
Princípio
A pesquisa teve início em agosto de 2017, através da captação dos componentes e de uma célula fotovoltaica que suportasse valores acima de 1200 W/m², que é a recepção máxima tolerada atualmente pelos equipamentos disponíveis no mercado.
Fenômeno
“Muitas pessoas falam que usar placas solares no Norte ou Nordeste do Brasil não é tão eficiente, pois, esquentam muito. Mas na realidade essa sobrecarga não é por conta da temperatura ambiente, mas pelo fator da super irradiância, que acontece no mundo inteiro, principalmente em regiões próximas à linha do Equador e de clima tropical, localidades que tendem a ter bastante tempo nublado”, explicou o especialista.
O pesquisador Otávio Chase destaca a importância do projeto do sensor de baixo custo para a ampliação dos sistemas de energia solar da região amazônica, principalmente no Estado do Amazonas, a última unidade da federação que ainda está no sistema isolado de energia elétrica – não integrado ao Sistema Interligado Nacional (SIN).
“Na região Norte, grande parte dos municípios ainda usa muito diesel e gás, no sistema termelétrico, para produzir energia. É preciso incentivar o uso de energia solar e investir nesse sistema limpo que não agride o meio ambiente”, adverte o professor. Chase lamenta que o programa federal “Luz para Todos” não tenha adotado integralmente o sistema fotovoltaico principalmente nos sistemas isolados na Amazônia.
De acordo com dados divulgados pela Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (Absolar), 1 gigawatt (GW) de potência instalada em usinas de fonte fotovoltaica é suficiente para abastecer 500 mil residências e atender o consumo de dois milhões de brasileiros. O resultado também coloca o Brasil entre os 30 países do mundo, de 195, que possuem mais de 1 GW de fonte solar.
Potencial para o Brasil
“Nós temos condições de ficar entre os 15 países do mundo nesse mercado da energia solar fotovoltaica, assim como já somos em energia hidrelétrica, biomassa e eólica”, afirma o presidente da Absolar, Rodrigo Sauaia.
“Para isso, nós precisamos de um programa nacional que acelere o desenvolvimento da energia solar fotovoltaica”, defende Sauaia.
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