Energia Solar no Espírito Santo
Transcript of Energia Solar no Espírito Santo
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A ENERGIA
Tecnologias, Aplicadas e oportunidadesNO ESPRITO SANTOSOLAR
-
Renato CasagrandeGovernador do Esprito Santo
Givaldo VieiraVice-Governador do Esprito Santo
Nery Vicente Milani De RossiSecretrio de Estado de Desenvolvimento - SEDES
Luiz Fernando Schettino Diretor Geral da Aspe
Alexandre Guimares MendesDiretor Administrativo e Financeiro da Aspe
Ayrton de Souza Porto FilhoDiretor Tcnico da Aspe
Evair Vieira Melo Diretor Presidente do Incaper
Aureliano Nogueira da CostaDiretor Tcnico do Incaper
AutoresAlberto Cesar de Lima
Alexandre de Mello DelpupoBruce Francisco Pontes da Silva
Bruno Fraga do SacramentoCarla Costa Madureira
Heverson Morais AlvarengaHugo Ely dos Anjos Ramos
Jos Geraldo Ferreira da SilvaMurilo Pereira Scarpatti
Paulo Victor Dias Almeida
Reviso OrtogrficaSandro Pandolpho Costa
Agradecimentos e Colaboraes tcnicas
E56
Agncia de Servios Pblicos de Energia do Estado do Esprito Santo (ASPE)
Energia Solar no Esprito Santo - Tecnologias, Aplicaes e Oportunidades /
Agncia de Servios Pblicos de Energia do Estado do Esprito Santo
(ASPE) . _ Vitria, ES, 2013.
120 p. : il., mapas ; 32 cm.
ISBN: 978-85-66756-01-2
1. Energia Solar 2. Esprito Santo. 3. Energias renovveis. 4.Fotovoltaica 5. Micro e Minigerao.
I. Governo do Estado do Esprito Santo. II. Agncia de Servios Pblicos de
Energia do Estado do Esprito Santo (ASPE). III. Ttulo.
CDD: 621.47
Autorizada a reproduo parcial desde que citada a fonte.
-
Nossa matriz energtica ganha maior segurana e eficincia
Num mundo cada vez mais sedento de energia, um dos nossos maiores desafios identificar fontes capazes de suprir as necessidades atuais de con-sumo dos seres humanos, sem comprometer a qualidade
de vida, a segurana e a prpria sobrevivncia das prxi-
mas geraes. A conscincia de que os recursos naturais,
em sua maioria, no so infinitos, tem levado os pases do
mundo inteiro a buscar solues alternativas, que garan-
tam uma explorao planejada, confivel e de baixo custo
e, ao mesmo tempo, uma convivncia no destrutiva com
os recursos do planeta. Afinal, o desenvolvimento econ-
mico de estados e regies depende hoje, mais que nunca,
da identificao e correta explorao de recursos que per-
mitam a produo de energia limpa, a partir de fontes re-
novveis. Por isso, nos ltimos anos, os investimentos em
pesquisas nesse campo cresceram muito e tm apresenta-
do excelentes resultados.
Entre as fontes mais eficientes de energia limpa, reno-
vvel e compatvel com projetos de expanso econmica
e desenvolvimento social destaca-se nitidamente a ener-
gia solar, devido sua confiabilidade e consistente redu-
o de custos das tecnologias utilizadas em sua explora-
o. Sem alarde, porque o mrito ser sempre do conjun-
to da populao, o Governo do Esprito Santo tem analisa-
do cuidadosamente o nosso potencial de explorao dessa
forma de energia, assim como a possibilidade de sua inser-
o em nossa matriz energtica, para garantir a continui-
dade do processo de desenvolvimento econmico e social
em todas as regies do Estado.
A fim de compartilharmos essas anlises com a popula-
o, as empresas j instaladas e os investidores interessa-
dos em implantar empreendimentos em terras capixabas,
recomendamos Agncia de Servios Pblicos de Energia
que elaborasse este estudo, que apresenta tambm as po-
tencialidades de crescimento da economia estadual, amplia-
das pela eficincia e diversificao da nova matriz energti-
ca. Temos a convico de que o estmulo ao uso da energia
solar e a promoo de mudanas culturais que impulsio-
nem a inovao tecnolgica e reduzam custos constituem
passos decisivos rumo ao desenvolvimento sustentvel do
Esprito Santo. Trata-se de um modelo que preserva o meio
ambiente e as caractersticas sociais e econmicas de cada
regio, gerando oportunidades de crescimento individual,
social e profissional compatveis com o potencial do mu-
nicpio e a capacidade dos seus moradores.
Estamos construindo, assim, um novo modelo de de-
senvolvimento sustentvel, sem risco ambiental, com solu-
es integradas, benefcios diretos e indiretos para a popu-
lao e maior equilbrio na distribuio geogrfica dos in-
vestimentos pblicos e privados. Todos os programas que
executamos integram esse modelo de gesto e convergem
harmoniosamente para objetivos globais, sociais e econ-
micos, que os capixabas definiram e esto transformando
em realidade. Pois foi esse o compromisso que assumimos
e esse o cenrio que o Governo do Esprito Santo est
construindo nas diversas regies, com transparncia, fir-
meza e responsabilidade.
Renato CasagrandeGovernador do Esprito Santo
-
Energia Limpa e para sempre
O momento atual da humanidade marcado pela busca de
um modelo de desenvolvimento que possa permitir uma
convivncia harmoniosa com meio ambiente com isso, o
uso de suprimentos energticos renovveis que possam,
ao mesmo tempo, atender ao crescimento das demandas
e a busca por mais bem estar e qualidade de vida de for-
ma socioeconomicamente vivel fundamental para que
ocorra o desenvolvimento sustentvel.
O Brasil e o Esprito Santo possuem importantes poten-
cias para gerao de energia limpa, como o da bioenergia,
dos ventos, dos rios e do sol. A Agncia de Servios Pbli-
cos do Estado do Esprito Santo ASPE, tem se dedicado a
realizar estudos e incentivar esses tipos de energias, e no
presente caso coloca disposio de toda sociedade ca-
pixaba informaes fundamentais para o conhecimento e
aproveitamento do enorme potencial que o sol oferece em
todo o territrio do Esprito Santo tanto para o meio urba-
no e rural e setores residenciais, comerciais e industriais.
neste contexto que abordamos em nosso estudo a
importncia das formas de seu uso e os caminhos que a
sociedade precisa conhecer para aproveitar essa forma de
energia limpa, abundante, observando que ela pode ser
transformada diretamente em calor, pelos coletores so-
lares de aquecimento ou em energia eltrica, pelos pai-
nis fotovoltaicos ou concentradores heliotrmicos, sen-
do com certeza a forma mais fcil e prtica da sociedade
aproveitar uma energia renovvel. Visto que tanto podem
ser construdas usinas de maior porte quanto o cidado
individual pode utiliz-la.
Dessa forma acreditamos que o documento elaborado
por esta agncia, ASPE, em parceria com o INCAPER, inti-
tulado Energia Solar no Esprito Santo: Tecnologias Aplica-
es e Oportunidades ir contribuir, em muito, para diver-
sificao da matriz energtica estadual e sustentabilida-
de, o que ir auxiliar a consolidar o crescimento do setor
energtico local. Assim como o prprio desenvolvimento
regional desta nova forma de obter energia aqui no estado.
Luz Fernando SchettinoDiretor Geral da ASPE
-
O desenvolvimento do presente estudo, juntamente com a
Agncia de Servios Pblicos de Energia do Estado do Esp-
rito Santo (ASPE), teve como finalidade principal apresen-
tar, de maneira geral, os aspectos da tecnologia da energia
solar e sua aplicao em vrios setores, inclusive a agricul-
tura, alm de servir como um referencial de pesquisa no
s para estudantes, como para toda sociedade civil.
O Instituto Capixaba de Pesquisa, Assistncia Tcnica
e Extenso Rural (Incaper) participou, com grande satis-
fao, da elaborao deste documento, uma vez que esta
iniciativa vai ao encontro da misso do Instituto em pro-
mover solues tecnolgicas e sociais por meio de aes
integradas de pesquisa, assistncia tcnica e extenso ru-
ral, visando ao desenvolvimento do Esprito Santo. Nesta
obra, o Incaper agregou o conhecimento desenvolvido por
sua equipe de Meteorologia, subsidiando-a com informa-
es relevantes para a temtica em questo.
Temos a compreenso de que, atualmente, a populao
mundial enfrenta inmeros desafios devido crescente de-
manda por gua, alimentos e energia. Por essa razo, mui-
tos pesquisadores tm concentrado esforos para viabilizar
o mximo aproveitamento dos recursos naturais, a fim de
otimizar os processos de produo de modo a serem reali-
zados com a mais alta eficincia energtica, contribuindo
para o desenvolvimento da humanidade.
Para se alcanar esse desenvolvimento de maneira sus-
tentvel, necessrio, alm de mudanas comportamentais,
pensar no uso eficaz dos recursos naturais. O sol uma fon-
te inesgotvel de energia disponibilizada gratuitamente na
sua forma primria, podendo ser amplamente empregada
nos diversos sistemas de produo no ambiente agrcola.
Dessa forma, a energia solar merece ateno especial
pelo fato de poder ser utilizada como fonte principal para
o desenvolvimento metablico de plantas e animais ou
combinada com a energia oriunda de outras fontes, como
a elica, hidroeltrica, biogs, entre outras, na produo
de bens de consumo, bem como para o conforto e bem es-
tar social, tanto desta gerao quanto das geraes futuras.
Apresentao INCAPER
A utilizao, cada vez maior, da energia solar nos pro-
cessos de produo acarreta a diminuio da presso sobre
o uso de energia das fontes no renovveis, a exemplo do
petrleo e seus derivados, alm de ser uma energia lim-
pa. O uso desse tipo de energia no produz gases de efei-
to estufa e seu processo de produo mais seguro quan-
do comparado produo de energia nuclear.
A reflexo sobre essas questes esto presentes nes-
te documento, considerado de grande importncia para o
desenvolvimento do Esprito Santo, pois atravs da divul-
gao das vrias tcnicas e possibilidades de uso da ener-
gia solar, possvel favorecer a intensificao do uso des-
se tipo de energia e, consequentemente, beneficiar direta-
mente seu usurio ao reduzir os gastos com energia oriun-
da de outras fontes.
Evair Vieira de MeloDiretor-Presidente do Incaper
Aureliano Nogueira da CostaDiretor Tcnico do Incaper
-
sumRIO
A Energia Solar
Aplicaes e Tecnologias para aproveitamento da Energia Solar
Sistema de Micro e
Minigerao fotovoltaica
Estimativas para projetos tpicos de uso da Energia
Solar no Esprito Santo
Energia Solar na Agricultura
Consideraes Finais
Empreendimentos de Gerao Solar de grande porte
Climatologia do Esprito
Santo
CAP.
1 PG. 11
PG.
25
PG.
41
PG.
65
PG.
103
PG.
47
PG.
53
PG.
59
CAP.
2
CAP.
3
CAP.
4
CAP.
5
CAP.
6
CAP.
7
CAP.
11
-
Mecanismos de Incentivo Energia Solar
Referncias
Apndice
Mapas Solarimtricos do
Esprito Santo
Aplicaes
PG.
71
PG.
107PG.
111
PG.
75PG.
91
CAP.
8CAP.
9
CAP.
10
CAP.
12CAP.
13
-
sOLAR A ENERGIA
1
1.1 Introduo
1.2 A Radiao Solar
1.3 Estimativas da Radiao
Solar
1.4 A Energia Solar no Mundo
1.6 A Energia Solar no Estado
do Esprito Santo
1.5 A Energia Solar no Brasil
PG.
12
PG.
13
PG.
14PG.
21
PG.
15
PG.
19
-
12
1.1 IntroduoA crescente preocupao com a preservao do meio ambiente, o aumento da demanda energtica, a possibilidade de reduo da oferta de combust-veis convencionais e uma maior conscientizao mundial
da necessidade de utilizao de fontes renovveis esto
impulsionando a comunidade cientfica a pesquisar e de-
senvolver fontes alternativas de energia menos poluen-
tes, renovveis e que produzam pouco impacto ambien-
tal, em especial, a fonte solar[1].
As tecnologias que propiciam a captao da energia
proveniente do sol esto em permanente desenvolvimen-
to, permitindo assim sua utilizao com sucesso em vrias
situaes e empreendimentos[2]. Tanto o aumento da efi-
cincia energtica, quanto a constante reduo dos custos
das tecnologias de aproveitamento solar apontam para uma
tendncia de crescimento de sua insero na matriz ener-
gtica mundial e brasileira[2].
A utilizao das formas de energia renovveis, em espe-
cial a solar fotovoltaica, mostrou-se com forte crescimento
entre os anos de 1999 e 2011[3], como confirma o grfico 1.
Grfico 1: Produo Mundial de Clulas fotovoltaicas (MW) de 1999 a 2011
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
1999
42%
40%
39%
34% 68
% 45% 4
0%
202,
1
287,
3
401,
4
201120102009200820072006200520042003200220012000
559,
6
764,
0
1.256
,0
1.819
,4
2.53
5,6
4.27
8,6
7.91
1,5
27.3
81,5
12.4
63,8
37.18
5,1
36%
120
%
69%
56%
85%
Fonte: Photon 2012-03
-
13
Radiao Solar
Componentes Direta Difusa Albedo
1. 2 A radiao solar A radiao solar global, composta pela radiao difusa e
direta, utilizada tradicionalmente como fonte de ener-
gia trmica para aquecimento de fluidos, iluminao de
ambientes e para a gerao de energia mecnica ou el-
trica. Para um maior aproveitamento da radiao global,
ela pode ser captada e medida no plano inclinado, cha-
mada de radiao no plano inclinado.
A radiao direta em determinado local aquela medi-
da por um elemento na superfcie terrestre perpendicular
aos raios do sol, excluindo a insolao difusa, que aquela
refratada ou refletida por componentes atmosfricos (nu-
vens, neblinas, etc). A radiao refletida pela superfcie do
planeta chamada de albedo.
A medio da radiao global extremamente impor-
tante, principalmente para os estudos de viabilidade de
instalaes de sistemas solares fotovoltaicos. Para tan-
to, certos instrumentos so utilizados, como os piran-
metros e os pirelimetros[3].
Figura 1: Radiao difusa, direta e refletida pela superfcie (albedo)
Componentes da radiao solar[3]
radiaorefletida(albedo)
radiaodireta
radiaodifusa
Irradincia (W/m)
Irradiao (Wh/m)
-
14
Em termos de relaes da Energia Solar com as outras
fontes renovveis, com exceo da energia maremotriz e
da geotrmica, as demais fontes renovveis podem ser
vistas como usos indiretos da energia solar[3]. Por exem-
plo, a bioeletricidade depende da converso da energia
solar em biomassa atravs da fotossntese; a energia eli-
ca decorre de gradientes de temperatura entre massas de
ar aquecidas de forma no homognea, e, finalmente, as
usinas hidreltricas dependem do ciclo da gua, cujo mo-
tor a energia solar.
H duas classes principais de uso direto da radiao so-
lar: i) aquecimento de gua e ii) produo de eletricidade.
No captulo sobre tecnologias de aproveitamento sero de-
talhadas as aplicaes da energia solar.
1.3 Estimativas da Radiao solarAlm das condies atmosfricas (nebulosidade, umi-
dade relativa do ar, etc), a disponibilidade da radia-
o solar depende da inclinao do eixo imaginrio
da terra e sua trajetria elptica, da latitude local e do
perodo do ano.
Ao atravessar a atmosfera, a radiao solar sofre pro-
cessos fsicos de absoro e reflexo, e o mesmo fenme-
no ocorre na superfcie do planeta. As nuvens, os gases,
as partculas atmosfricas refletem cerca de 25% e absor-
vem 25% da radiao incidente. Os outros 50% chegam
superfcie terrestre sendo 45% absorvido e uma pequena
poro, 5%, refletida, de acordo com diagrama abaixo.
No diagrama a seguir esto representados, de for-
ma bastante simplificada, os principais processos de
interao da radiao solar e da radiao trmica no
sistema Atmosfera-Terra.
Figura 2: Diagrama simblico dos processos de interao da radiao solar com a atmosfera terrestre
absorvida
absorvidainfravermelhaemergente
processosatmosfricos
radiaoterrestre
efeitoestufa
gases doefeito estufa
absorvida
refletida
5%
25%
25%
45%
Fonte: Inpe adaptado
AspeOs valores numricos representam a frao de energia em cada processo radiativo na atmosfera.
-
15
Fonte: Nasa
No Apndice A, encontram-se o espectro
da irradiao solar e as anlises.
Os dois valores[3] a seguir caracterizam
muito a radiao solar no mundo: (i) a ener-
gia da radiao solar que atinge a atmosfe-
ra a cada ano de 1,521018 kWh e (ii) o con-
sumo primrio anual de energia no mundo
(2010)1 de 1,401014 kWh. Isso significa que:
1.4 A Energia solar no mundo1.4.1 Distribuio Geogrfica O mapa a seguir ilustra a distribuio da irradiao mdia
global em todo planeta. Observa-se que as reas dos con-
tinentes mais ensolaradas situam-se nas regies desrti-
cas ou semiridas da frica (por exemplo, o Saara), na re-
gio Andina (como o Deserto do Atacama), Austrlia e Pe-
nnsula Arbica. No Brasil, como esperado, as cores mais
quentes esto no semirido nordestino[3].
Um aproveitamento
de apenas 0,01% da radiao solar seria suficiente para suprir toda a demanda
energtica mundial. Ou, equivalentemente, uma hora de energia solar incidente sobre o planeta equivale ao consumo energtico mundial anual.
1 Statistical Review of World Energy 2011[3]
Figura 3: Irradiao mdia anual em plano horizontal 1983-2005 (kWh/m2/dia)
-
16
1.4.2 uso da Energia solar no mundoA Agncia Internacional de Energia[4] (International Ener-
gy Agency IEA), mostra que as fontes renovveis avan-
am na gerao de energia: o cenrio mostra um aumento
da quota de energias renovveis para a gerao de ener-
gia eltrica mundial de 20% em 2010, de 28% em 2020 e
57% at 2050. Nesse cenrio, 7.500 TWh de eletricidade
renovvel sero gerados em 2020 contra a gerao total de
27.165 TWh. Hidreltricas do a maior contribuio (17% da
gerao total de eletricidade), seguida pelas fontes elica
(6%), biomassa e resduos (3%) e solar (2%).
A gerao de energia solar fotovoltaica est crescendo
rpido, uma expanso de nveis marginais em 2000 para
65 TWh estimada em 2011 (acrscimo de 47% ao ano), com
aumento acima de 32 TWh em 2010[4]. A seguir, o Grfico 2
apresenta a capacidade instalada fotovoltaica nos dez prin-
cipais pases do mundo.
Grfico 2: Capacidade Instalada Fotovoltaica Mundial (MW) em 2012
Ale
man
ha
Itlia
EUA
Jap
o
Chin
a
Espa
nha
Fran
a
Blg
ica
Aust
rlia
Rep
blic
a Th
eca
Out
ros
Pas
es
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
32.4
11
16.2
50
7.22
1
7.0
00
5.10
0
4.0
03
2.56
7
2.40
0
2.0
85
13.0
00
7.0
00
Capacidade instalada total 99.000 MW
Fonte: Report IEA-PVPS T1-
22:2013[6], adaptado
No ano de 2012, o aumento da capacidade instalada na
Alemanha, China, Itlia e Estados Unidos foi, respectiva-
mente, de 7.604 MW, 3.510 MW, 3.337 MW e 3.313 MW. A
instalao no restante do mundo foi de 14.971 MW[6].
A produo de energia solar concentrada no teve o cres-
cimento to intenso quanto o da energia solar fotovoltaica.
Entre 2000 e 2011, o crescimento total foi de pouco mais de 3
TWh (20% ao ano). Embora seja projetado para crescer signifi-
cativamente at 2017, aos moldes de 30 TWh, provvel que
o desenvolvimento fique aqum do objetivo, de 100 TWh[4].
Segundo o World Energy Outlook 2012[5], as fontes
de energia renovveis ganham o seu lugar ao sol. A r-
pida expanso das energias elica e solar tem consolida-
do a posio das energias renovveis como componente
-
17
indispensvel da matriz energtica global. Em 2035, elas
representaro praticamente um tero da produo total
de eletricidade. A energia solar cresce mais rapidamen-
te do que qualquer outra dentre as tecnologias de ener-
gias renovveis. As fontes renovveis se tornaro a se-
gunda fonte mundial de gerao de eletricidade em 2015
(aproximadamente metade do total gerado pelo carvo,
principal fonte de gerao de energia eltrica no mun-
do) e em 2035 se aproximaro do carvo como principal
fonte de eletricidade no mundo.
O Grfico 3 apresenta o forte crescimento da deman-
da por energia solar nos principais pases at 2035, tanto
para o uso fotovoltaico quanto para o CSP (Concentrated
Solar Power/ Potncia Solar concentrada).
Grfico 3: Parcela de renovveis na gerao de energia eltrica, por fonte e por regio, em 2008 e 2035
Japo2003
2035
ASEAN2003
2035
Estados Unidos2003
2035
ndia2003
2035
China2003
2035
Rssia2003
2035
OECD Oceania2003
2035
Mundo2003
2035
Unio Europia2003
2035
Canad2003
2035
Brasil2003
2035
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%
Hdrica Elica SolarFotovoltaica Biomassa Geotrmica CSP Marinha
Fonte: World Energy Outlook,
2010. IEA
-
18
6,5MAX
BRASIL
ESPANHAALEMANHA
(KWh/m2/dia)
3,8MIN
(KWh/m2/dia)
5,2MAX
ESPRITO SANTO
(KWh/m2/dia)
4,8MIN
(KWh/m2/dia)
5MAX
(KWh/m2/dia)
3,4MIN
(KWh/m2/dia)
3,4MAX
(KWh/m2/dia)
2,5MIN
(KWh/m2/dia)
Ao se comparar as regies da Eu-
ropa com as do Brasil[1], observa-se
que no Brasil a mdia anual do to-
tal dirio de irradiao solar global
varia entre 3,8 e 6,5 kWh/m/dia.
Os pases europeus tm variaes
anuais entre 2,5 e 3,4 kWh/m/dia
na Alemanha, 2,5 e 4,5 kWh/m/dia
na Frana, 3,4 e 5,0 kWh/m/dia na
Espanha. Ou seja, so pases com
mdias menores de irradiao anual
do que as encontradas no Brasil, mas
que possuem grande aproveitamen-
to dos recursos solares, alguns com
projetos que contam com fortes in-
centivos governamentais[14].
Reforando, o levantamento
de dados da potncia fiscalizada
contabiliza uma capacidade de gera-
o fotovoltaica no Brasil de, no m-
ximo, 7,6 MWp em 2013[13], conforme
o Grfico 4, ao passo que a capacida-
de instalada na Alemanha, onde a ir-
radiao solar dos melhores parques
inferior dos locais de menor ir-
radiao brasileiros, aproxima-se de
32.411 MWp acumulados at 2012[6].
-
19
Am
r i c a d o S
u l
RN
PB
PE
AL
SE
CEPI
MA
BA
ES
RJ
MG
SP
PR
SC
RS
MS
MT
PA
TO
GO DF
AP
RR
RO
AM
AC
Fontes: INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) eLABSOLAR (Laboratrio de Energia Solar / Universidade Federal de Santa Catarina).
RADIAO SOLAR NO PLANO INCLINADO NO BRASILMDIA ANUAL
Legenda (KWh/m/dia)
4,52 - 5,01
5,02 - 5,14
5,15 - 5,27
5,28 - 5,41
5,42 - 5,55
5,56 - 5,69
5,70 - 5,83
5,84 - 6,10
N
O
S
L
OCEANO PACFICO
OCEA
NO AT
LNT
ICO
0 700 1.400 2.100350km
1.5 A Energia solar no Brasil
1.5.1 Estudos de Irradiao solar no BrasilAtualmente h trs verses de estudos sobre energia
solar no Brasil: o Atlas de Irradiao Solar do Brasil, de
1998[7], elaborado pelo Instituto Nacional de Meteorolo-
gia (Inmet) e pelo Laboratrio de Energia Solar da Uni-
versidade Federal de Santa Catarina (UFSC); o Atlas So-
larimtrico do Brasil, de 2000[8], desenvolvido pela Uni-
versidade Federal de Pernambuco (UFPE) e pela Com-
panhia Hidroeltrica do So Francisco (Chesf) e o Atlas
Brasileiro de Energia Solar[1], de 2006, produzido no m-
bito do projeto Swera (Solar and Wind Energy Resource
Assessment), sob coordenao do Instituto Nacional de
Pesquisas Espaciais (Inpe).
Alm dos estudos brasileiros sobre energia solar, h
tambm 4 verses estaduais: o Estado de Minas Gerais
publicou o Atlas Solarimtrico de Minas Gerais[9] em 2012,
por meio de projeto de P&D pela Companhia Energtica de
Minas Gerais (Cemig). O Estado de Alagoas desenvolveu o
Atlas Solarimtrico de Alagoas[10] em 2009; o Cear elabo-
rou seu Atlas em 2011 e So Paulo elaborou o estudo Ener-
gia Solar Paulista: Levantamento do Potencial[2] em 2013.
Para a estimativa do potencial de energia solar no Bra-
sil, o Atlas Brasileiro de Energia Solar pode ser considera-
do a referncia mais atual e completa. Entre os principais
produtos apresentados na obra, esto os mapas solarim-
tricos do pas, com resoluo espacial de 10 km x 10 km,
para o perodo de 1995 a 2005.
Esse documento apresenta um estudo do potencial so-
lar do Esprito Santo, considerando tecnologias na rea so-
lar, suas aplicaes e oportunidades de aproveitamento.
O mapa a seguir apresenta a radiao solar no plano incli-
nado (mdia anual do total dirio) do Brasil. Observa-se que
o pas possui boa radiao solar por sua localizao tropical.
Figura 4: Radiao total do Brasil em plano cuja inclinao igual latitude do local
Fonte: Aspe -
adaptado do Atlas Brasileiro de
Energia Solar, 2006.
-
20
Nota: A potncia outorgada aquela
considerada no ato de outorga. A potncia fiscalizada
aferida quando a primeira unidade geradora entra em
operao comercial. As porcentagens apresentadas nesse estudo referem-se
potncia fiscalizada.
1.5.2 Gerao Eltrica por Fonte no Brasil A Aneel apresenta em seu site, no banco de
informaes de gerao, em 2013, a distribui-
o da capacidade de gerao de energia el-
trica no Brasil, mostrada no Grfico 4.
Usina HidreltricaUHE
Usina TermeltricaUTE
Usina TermonuclearUTN
CentralGeradora HidreltricaCGH
CentralGeradora ElicaEOL
PequenaCentral HidreltricaPCH
Central GeradoraSolar FotovoltaicaUFV
65%80.204.163 KW
28%34.402.849 KW
1,6%2.007.000 KW
0,2%242.627 KW
1,7%2.044.538 KW
3,5%4.315.464 KW
0,01%7.586 KW
Fonte: Aneel 2013
Potncia total
123.224.227 KW.
Grfico 4: Gerao eltrica por fonte no Brasil
-
21
Estado Potencia Instalada (KW)
BA 1.842.560PB 643.250mG 603.720CE 300.000PE 270.000RN 150.000mT 120.000PI 120.000
GO 90.000TO 60.000sP 13.000
Total 4.212.530
Fonte: Aneel, 2013
Com base em levantamento realizado atravs do site
da ANEEL existe interesse, no Brasil, para novos empreen-
dimentos de gerao em energia renovvel, dentre elas a
solar. De acordo com este levantamento, com dados de 2011
a maio de 2013, o nmero de registros de requisio de ou-
torga de usina solar fotovoltaica chegou a 156, apresentan-
do uma potncia instalada de 4.212 MWp, sendo 1.065 MW
p
em 2011, 2.320 MWp em 2012 e 825 MW
p em 2013, o equi-
valente a 3,3% da capacidade eltrica brasileira instalada
atualmente, de 124 GW. Os estados com maior quantidade
de requisio de outorga esto nas regies Nordeste e Su-
deste do pas, sendo Bahia e Minas Gerais os estados com
maior potncia prevista. A seguir, apresentada a tabela
com todos os pedidos de outorga solicitados por estado.
Tabela 1 Usinas fotovoltaicas com requerimento de outorga em 2011, 2012 e 2013, no Brasil
O estudo A Energia Solar no Esprito Santo - Tecnologias,
Aplicaes e Oportunidades foi elaborado pela Agncia de
Servios Pblicos de Energia do Esprito Santo (Aspe) em par-
ceria com o Instituto Capixaba de Pesquisa Assistncia Tcni-
ca e Extenso Rural (Incaper). Esse estudo tem como objetivo
principal facilitar a incluso de fontes de energia renovveis,
em especial a fonte solar, na matriz energtica do Estado.
Os mapas da irradiao solar para o territrio do Esp-
rito Santo tm por base os mesmos dados para o territrio
brasileiro, utilizados no Atlas Brasileiro de Energia So-
lar, de 2006, produzido no mbito do projeto Swera, sob
coordenao do Inpe.
O mapa a seguir apresenta a radiao solar no plano
inclinado e a mdia anual diria no Estado do Esprito San-
to. Observa-se que o Estado possui boa irradiao solar por
sua localizao tropical e que a variao da radiao inci-
dente no plano inclinado para o Esprito Santo est entre
5,07 e 5,58 kWh/m/dia.
1.6 A Energia solar no Estado do Esprito santo
-
22
Legenda (kWh/m/dia)
5,07 - 5,17
5,18 - 5,27
5,28 - 5,38
5,39 - 5,48
5,49 - 5,58
Fontes: ASPE, INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) e LABSOLAR (Laboratrio de Energia Solar - Universidade Federal de Santa Catarina).
Fonte Cartogrfica: GEOBASESLimite Municipal ESLimite Microrregional ESEstados Vizinhos
Radiao Solar no Plano Inclinado no Esprito SantoMdia Anual
RJ 0 50 10025km
OCEA
NO AT
LNT
ICO
Noroeste I
Noroeste II
Extremo Norte
Polo Linhares
Metropolitana
Litoral Norte
Central Serrana
Polo Colatina
Sudoeste Serrana
Capara
Polo CachoeiroMetrpole
Expandida Sul
MG
BA
Fonte: Projeto
OpenEnergyInfo / Inpe / LabSolar,
geoprocessado pela Aspe
Figura 5: Radiao Solar Inclinada Mdia no Esprito Santo, no formato 10 Km x 10 Km, base de dados de satlite de 1995 a 2005
-
23
Municpio Bairros Unidades residenciais Consumo de energia eltrica evitado (KWh)
serraserra dourada I, II e III 2.149 106.161
Eldorado 218 10.769Novo Horizonte 179 8.843
Vila VelhaJacarenema 288 14.227
Jabaet 909 44.905
CariacicaProlar 98 4.841
Itangu 240 11.856Castelo Cava Roxa 112 5.533
VitriaNova Palestina 26 1.284
Estrelinha 21 1.037
Total 4.240 209.456Potncia Solar Trmica Instalada (KW
th) 5.936
OBS: Adotou-se o consumo mdio mensal de 190 KWh por residncia. Verifica-se uma reduo de 26% no gasto de energia com a instalao dos painis.
OBS2: Capacidade instalada solar trmica no Esprito Santo quando estiver totalmente concludo, por meio do Programa Bairro Solar.
Este estudo sobre energia solar no Esprito Santo apre-
senta informaes gerais sobre o potencial solar do Estado,
alm de tcnicas de aproveitamento desse recurso e possveis
oportunidades para o agronegcio, residncias e at mesmo
para a indstria local, de modo a contribuir para a dissemi-
nao de aes de eficincia energtica e sustentabilidade.
No que concerne gerao de energia eltrica, objetiva-
se abordar tecnologias utilizadas para empreendimentos de
grande e pequeno porte, dando enfoque na micro e minige-
rao, seus benefcios, custos de implantao, linhas de fi-
nanciamento, incentivo fiscal e subsdios, dentre outros. Es-
ses empreendimentos de capacidade reduzida devem estar
em concordncia com a Resoluo Normativa n 482[11], de
17 de abril de 2012, elaborada pela Agncia Nacional de Ener-
gia Eltrica (Aneel), que estabelece as condies gerais para
o acesso de microgerao e minigerao distribuda aos sis-
temas de distribuio de energia eltrica, o sistema de com-
pensao de energia eltrica, e d outras providncias. Cabe
ressaltar que essa Resoluo Normativa a principal razo
da dinmica de gerao de energia solar distribuda e sua
insero na rede das concessionrias.
Alm da importncia no panorama energtico e no de-
senvolvimento sustentvel do Estado, o conhecimento da
radiao solar incidente importante tambm para outras
reas da atividade humana, tais como a meteorologia e a
climatologia. No setor de agronegcios, o conhecimento da
radiao solar incidente importante para o planejamen-
to e a obteno da maior eficincia nas diversas etapas de
produo: a seleo das culturas, o plantio, a colheita, in-
cluindo o desenvolvimento e a operao de sistemas de ir-
rigao de reas e a secagem de gros[1].
Na arquitetura e na construo civil, as prticas de efi-
cincia energtica e de conforto trmico necessitam de
informaes confiveis sobre a iluminao natural e o flu-
xo de energia solar. Isso se aplica tambm s diversas ou-
tras reas da atividade humana, como, por exemplo, em
sistemas de conservao de alimentos, lazer, refrigerao
e aquecimento em geral[1], etc.
A seguir, apresentada tabela com a capacidade so-
lar trmica instalada no Estado do Esprito Santo por meio
do programa Bairro Solar, os primeiros bairros a utiliza-
rem energia solar no Esprito Santo, quando o mesmo es-
tiver totalmente concludo. A implantao do Bairro Solar
uma ao da concessionria de energia eltrica EDP Es-
celsa apoiado pelo do Governo do Estado do ES, por meio
da Agncia de Servios Pblicos de Energia (Aspe), utili-
zando recursos do Programa de Eficincia Energtica das
empresas de Distribuio de Energia Eltrica (PEE) esta-
belecido pela ANEEL. Mais informaes do Bairro Solar se-
ro apresentadas no item 10.4.
Tabela 2: Capacidade instalada solar trmica no Esprito Santo, por meio do Programa Bairro Solar
Fonte: Aspe
-
2
2.1 Tecnologia solar trmica para
aquecimento
2.2 Tecnologia solar para gerao de energia eltrica
APLICAES E TECNOLOGIAS PARA O APROVEITAMENTO DA
ENERGIAsOLAR
PG.
26
PG.
30
-
26
As principais tecnologias utilizadas para o aproveita-mento da energia solar so as usadas para aqueci-mento e gerao de energia eltrica, destacando-se a gerao fotovoltaica e a concentrao solar, esta tambm
chamada de Usina Solar Termoeltrica ou Heliotrmica. A
seguir feita uma anlise mais detalhada acerca das tec-
nologias para aproveitamento trmico, fotovoltaico e con-
centrao solar ou heliotrmica.
2.1 Tecnologia solar trmica para aquecimento a forma mais primria para o apro-
veitamento da energia solar, tendo
como principal aplicao o aqueci-
mento de gua nas residncias, co-
mrcios, hotis e pousadas.
Alm de usos relativamente sim-
ples, o aquecimento solar pode pro-
ver calor aos mais diversos pro-
cessos, como gua quente para la-
vagem e sanitizao (higiene dos
alimentos), aquecimento de tan-
ques e reservatrios, secagem, pis-
cinas, pasteurizao e pr-aqueci-
mento de gua para alimentao
de caldeiras.
O Grfico 5[55] indica o cresci-
mento anual do aproveitamento
solar para aquecimento no Brasil.
bomba
filtro
coletor solar
gua quente
gua fria
Aquecimento solar instalado em piscinas
-
27
Grfico 5: Crescimento do aproveitamento solar para aquecimento no Brasil
Grfico 6: Distribuio das vendas de aquecedores por segmento no Brasil[55]
0
1.000.000
2.000.000
3.000.000
4.000.000
5.000.000
6.000.000
7.000.000
8.000.000
0
100.000
2.00.000
3.00.000
4.00.000
5.00.000
6.00.000
7.00.000
8.00.000
9.00.000
1.000.000
2001
re
a ac
umul
ada
(m2 )
re
a no
va p
rodu
zida
(m
2 )
rea nova produzida rea acumulada
2011201020092008200720062005200420032002
Residencial57%
Indstria, Comrcio e Servios23%
Programas Habitacionais (HIS)
20%
Fonte: Adaptado
Dasol, 2011
Fonte: Adaptado
Dasol, 2011
-
28
Com a utilizao da energia solar para fins de aqueci-
mento no setor residencial, tem-se como benefcio a redu-
o no uso do chuveiro eltrico, que no horrio de ponta
(18:00 s 21:00h), um dos principais responsveis pelo alto
consumo da energia eltrica em residncias. Durante o ho-
rrio de pico, esse elevado consumo acarreta um aumento
considervel da demanda; j a diminuio desse consumo
traz como vantagem o adiamento de investimentos no sis-
tema de distribuio, uma vez que ocorrer uma queda do
carregamento da rede no horrio de pico.
O sistema de aquecimento solar (SAS) pode ser de dois
tipos: convencional e hbrido. O tipo hbrido utiliza um siste-
ma auxiliar para aquecimento (energia eltrica ou gs) nos
dias em que o SAS no atinge temperaturas satisfatrias.
Os sistemas hbridos so, geralmente, adotados como
padro nas habitaes de interesse social financiadas por
instituies financeiras, companhias de habitao e proje-
tos de eficincia energtica em residncias, elaborados pe-
las concessionrias de energia [56] .
Segundo o Departamento Nacional de Aquecimento
Solar (Dasol), com a instalao do sistema de aquecimento
solar pode-se chegar a uma economia de at 50% na con-
ta de energia eltrica, dependendo dos gastos do esta-
belecimento com aquecimento. Esses benefcios podem
se estender por at 20 anos, que a expectativa de vida
til desses equipamentos.
J Valores mdios indicados pela Pesquisa de Posse de
Equipamentos e Hbitos (Procel/Eletrobrs) indicam que
o gasto de energia eltrica para banho representa cerca de
26% do consumo total de uma residncia da regio Sudes-
te (consultar o captulo 4).
Usando como critrio a sustentabilidade e realizando
uma comparao com outras fontes utilizadas para aque-
cimento de gua, tem-se, segundo o Dasol, que cada m de
coletor solar instalado, utilizado durante um ano, equivale a:
56 m de reas inundadas
(hidreltricas)
215 kg de lenha 66 litros de diesel
55 kg de gs
-
29
Quanto ao funcionamento,
utiliza-se o sistema de termo-
sifo, em que a gua aqueci-
da pelo coletor, menos densa
(indicada em vermelho), retor-
na para o reservatrio e a mais
fria, mais densa (indicada em
azul), desce para o coletor, fe-
chando assim o ciclo (consultar
o capitulo 4).
2.1.1 Aplicaes para aquecimentoSistema de aquecimento residencial tpico:
O sistema de aquecimento tpico composto por dois
itens bsicos: reservatrio e coletor. O reservatrio cons-
titudo de um corpo interno, revestido por um material iso-
lante (geralmente l de vidro), que onde a gua ficar ar-
mazenada. Envolvendo o isolante encontra-se uma cobertu-
ra de alumnio para proteo fsica do isolamento trmico.
Todo o conjunto, painis e reservatrio cheio, pesa cerca
de 250 quilos, considerando um reservatrio de 200 litros.
Portanto, para sua instalao em edificaes, em constru-
o ou existentes, deve ser verificado se a estrutura supor-
ta o peso do equipamento. No caso de instalaes existen-
tes, necessrio verificar se h possibilidade de adaptao
do conjunto aquecedor ao sistema de encanamento insta-
lado, de forma que seja possvel ter um sistema hbrido.
Assim, aconselhvel a visita de um tcnico que avalie a
possibilidade de adaptao.
Figura 6: Esquema bsico do conjunto para aquecimento solar em que o reservatrio alimentado pela caixa dgua
Foto do conjunto reservatrio de gua
quente e coletor para aquecimento
-
30
Ftons
Eltrons
Silicone-n
Silicone-p
Direo daCorrente
ContatoPositivo
ContatoNegativo
Fluxo deEltrons
2.2 Tecnologia solar para gerao de energia eltrica
2.2.1 Tecnologia FotovoltaicaO efeito fotovoltaico consiste no fato de uma clula, consti-
tuda de duas camadas de elementos semicondutores dopa-
dos, geralmente silcio N (dopado negativamente) e P (do-
pado positivamente), converter a radiao solar incidente
em uma diferena de potencial nas extremidades da clu-
la. Primeiramente, quando so unidas as duas camadas P e
N, haver um fluxo de eltrons em busca de preencher os
furos e lacunas na camada P. proporo que os eltrons
(camada N) preenchem as lacunas da camada P, o fluxo
tende a cessar. Assim, est montada a clula fotovoltaica.
Quando a luz atinge a clula e absorvida, os eltrons
so liberados e percorrem trajetrias aleatrias. Os eltrons
prximos juno so impulsionados pelo campo naquela
regio sempre no sentido da camada P-N. Dessa forma, os
eltrons podero percorrer outro caminho que estiver dis-
ponvel de modo a preencher as lacunas criadas na cama-
da P. Esse caminho disponvel pode ser um condutor co-
nectado s duas extremidades da clula.
Figura 7: Gerao de corrente contnua por clulas fotovoltaicas
-
31
Em 1883, foi construda a primeira clula fotovoltaica,
nesta a eficincia de converso da energia solar em eletri-
cidade era de apenas 1%. Hoje em dia, a eficincia de m-
dulos comercializados chega a 19%. Paralelamente ao au-
mento da eficincia houve o barateamento da tecnologia.
No incio da dcada de 1970 o custo era de US$ 100/Wp, e
no final de 2011 o custo de produo no mercado interna-
cional foi abaixo de US$ 1,00/Wp [57] [16].
O principal fator que afeta o desempenho dessas clulas
a sua temperatura de trabalho (o qual decresce cerca de
1% ao ano), nebulosidade e inclinao. Sendo que estes dois
ltimos afetam diretamente a irradiao solar sobre a clula.
Atualmente, as clulas fotovoltaicas so produzidas com
cerca de 20 cm de dimetro, fabricadas, principalmente,
com tecnologia de primeira gerao, conhecidas como si-
lcio cristalino e as de segunda gerao, filmes finos. Existe
tambm a tecnologia de terceira gerao que utiliza con-
centrador fotovoltaico, mas este ainda tem seu uso inci-
piente. As clulas so organizadas formando mdulos, os
quais, unidos, formam painis, que so aplicados confor-
me suas caractersticas especficas [57].
1. Clulas, 2. mdulos e 3. painis fotovoltaicos
4. Clulas de silcio monocristalino, 5. policristalino e 6. filmes finos respectivamente
1
2
3
4
56
-
32
Filmes finosOs filmes finos so representados principalmente pelo si-
lcio Cd-Te, material que responde por 5,5% da fabricao
de clulas. So os mais indicados para regies onde no h
limitao de espao, pois o rendimento dessa tecnologia
menor do que o dos mdulos de silcio cristalino, ocupan-
do assim maior espao para uma mesma capacidade de
energia gerada [57] [16].
Eles so a opo mais econmica, se comparado com
o silcio cristalino, devido ao seu mais baixo custo de pro-
duo. Somando-se a isso, tem-se que essa tecnologia de
construo pode ser facilmente incorporada a projetos ar-
quitetnicos, devido a suas caractersticas como flexibili-
dade e leveza. Em contrapartida, a eficincia desses pai-
nis diminui mais acentuadamente nos primeiros meses
aps a instalao, embora seja menos afetada por tempe-
raturas mais elevadas [16].
Filmes finos
silcio cristalino As placas de silcio cristalino so as mais utilizadas comercial-
mente, respondendo por 88% da fabricao de clulas. Ape-
sar de possurem maior eficincia, possuem custos maiores
de fabricao do que os filmes finos. Dividem-se basicamen-
te em dois tipos, o mono e o policristalino, correspondendo
a 31% e 57% da fabricao de clulas, respectivamente [57].
As mais custosas so as constitudas de silcio monocris-
talino, devido ao seu processo de produo e quantidade
de energia utilizada em sua depurao.
Cilindro de silcio cristalizado e placas compostas de silcio
-
33
A tabela a seguir indica a eficincia e a rea necessria
por KWp de placas, para as tecnologias apresentadas.
2.2.1.1 Aplicao da gerao fotovoltaicaA gerao fotovoltaica pode ser aplicada de forma centralizada ou distribu-
da, sendo esta ltima de menor porte e localizada prximo carga, poden-
do ser desde micro ou mini unidade de gerao residenciais at usinas sola-
res de poucas dezenas de megawatts. A gerao distribuda tem como uma
de suas vantagens a reduo de perdas na distribuio e na transmisso.
Gerao distribuda fotovoltaicaA gerao distribuda, aqui representada, principalmente por unidades de
gerao residenciais ou comerciais, pode apresentar-se nas configuraes
isoladas e nas conectadas rede.
O sistema dito isolado quando no est conectado rede de energia el-
trica da distribuidora de energia. So utilizados em regies onde no h aces-
so energia eltrica. A energia gerada pelos painis normalmente armaze-
nada em baterias ou consumida diretamente por equipamentos especficos,
como pequenas bombas de irrigao alimentadas por mdulos fotovoltaicos.
Tabela 3: Tecnologias de placas fotovoltaicas
Tecnologia Eficincia rea/kWp
Silcio cristalino
monocristalino 13 a 19% ~7m2
Policristalino 11 a 15% ~8m2
Filmes finos
silcio amorfo (a-si) 4 a 8% ~15m2
Telureto de Cadmio (Cd-Te) 10 a 11% ~10m2
Disseleneto de cobre-ndio-glio (CIGs) 7 a 12% ~10m
2
Fonte: Nota
Tcnica Energia Solar
EPE/2012
-
34
PainisFotovoltaicos
Energia dosPainis
Baterias InversorCC-CA
Instalaes Fotovoltaicas
Isoladas
Esquema de gerao fotovoltaica em sistema isolado
(off grid)
Tem-se tambm a configura-
o de gerao que opera junta-
mente com a rede eltrica que
alimenta nossas casas, conheci-
da como on-grid ou grid-tie. Ela
injeta diretamente na rede o res-
tante da energia gerada e no uti-
lizada, no necessitando das ba-
terias para armazenar a energia
produzida (ver captulo 3).
Banco deBaterias
Inversor deFrequncia
Reguladorde Carga
Quadro deDistribuio
EltricaQuadro de
DistribuioEltrica
Inversor deFrequnciaGrid-tie
Cargasda
Residncia
Cargasda
Residncia
Medidor deConsumo de
Energia
Concessionria de Energia
PainisSolares
Fotovoltaicos
PainisSolares
Fotovoltaicos
Sistema FV isolado Sistema FV conectado rede
-
35
Gerao Centralizada Usina de Gerao
Fotovoltaica
Gerao centralizada fotovoltaica Gerao centralizada fotovoltaica feita por empreendimen-
tos de maior porte, com algumas dezenas de megawatts.
So constitudos de milhares de painis fotovoltaicos, de-
nominados parque de gerao fotovoltaica. O Brasil ainda
no possui unidades de gerao de grande porte em ope-
rao. Atualmente, a potncia total fiscalizada de gerao
fotovoltaica no Brasil de 7,6 MW, sendo as maiores uni-
dades as de Tau (CE), Terra Sol IX (BA) e Tanquinho (SP)[13].
Essa capacidade, comparada com regies como Alema-
nha, Itlia e Estados Unidos, que detm, respectivamen-
te, 32%, 16% e 7% da capacidade instalada mundial de
99.000 MW [6], demonstra que o Brasil est apenas no in-
cio quanto utilizao desse energtico.
2.2.2 Tecnologia de Concentrao solar (CsP)Na tecnologia de concentrao solar, tambm chamada
de heliotrmica, so utilizadas superfcies espelhadas
(concentradores) que refletem a radiao direta inciden-
te para uma regio especfica. Essa radiao concentrada
absorvida (absorvedor), com o objetivo de convert-la
em energia trmica. Para refletir a radiao sempre em
um mesmo local, os espelhos necessitam acompanhar o
movimento do sol.
No absorvedor aquecido um fludo de capacidade
trmica elevada, para ento trocar calor em um reserva-
trio de gua e, assim, gerar o vapor que aciona uma tur-
bina acoplada a um gerador de energia eltrica.
-
36
Gerador
Separadorde Vapor
Condensador
Concentrador CilndricoParablico
Turbina
Esquema representativo de uma Usina com
Concentradores Cilndricos
Entre as diversas configuraes para gerao heliotr-
mica as mais aplicadas so o concentrador cilndrico-pa-
rablico e o concentrador em torre, os quais so utiliza-
dos principalmente em projetos de gerao centralizada [9].
Tubo Absorvedor
Refletor
Encanamento
Concentradores cilndrico-parablicos
Os concentradores cilndrico-parablicos utilizam
espelhos cncavos, que refletem a radiao
direta incidente sobre tubos coletores,
por onde circula um fludo, de
alta capacidade trmica, que
troca calor em um reserva-
trio de gua para gera-
o de vapor e, conse-
quentemente, ge-
rao de energia.
-
37
Esquema e exemplo de usina de concentradores
cilndricos
Concentrador em torreTem um processo semelhante ao do concentrador cilndri-
co-parablico. No sistema de concentrao em torre, so
utilizadas grandes reas para captao de radiao direta,
que ento concentrada em uma rea menor, gerando tem-
peraturas muito elevadas, podendo chegar a at 1.000C
no ponto da torre onde ocorre a concentrao. Nesse lo-
cal o fludo aquecido a altas temperaturas para poste-
riormente ser utilizado em um trocador de calor, com ob-
jetivo de gerar vapor para alimentar turbinas.
Esquema e exemplo de usina com concentradores em torre
-
38
A seguir apresentada a evoluo da capacidade insta-
lada de gerao por concentrao solar no mundo.
Grfico 7: Evoluo da Capacidade instalada Mundial de Gerao de Energia por Concentrao Solar (CSP)
Fonte: Renewables 2013 Global
Status Report
1984 1986 199219901988 19961994 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2011 2012
0
200
400
1,000
1,600
2,200
2,600
Megawatts
2,400
2,000
1,800
1,400
1,200
800
600
14 74
354
354
354
354
354
354
354
354
354
366 48
5
1,080
1,580
2,55
0Planta de Concentrao Solar em torre, PS10 (11MW) e PS20 (20MW), operando prximo
Sevilha, na Andaluzia, Espanha
Foto
: Ran
dy M
onto
ya
-
39
Concentradores solares parablicos localizado no deserto de Mojave, perto de Barstow, na
Califrnia, pela Sandia National Laboratories
Foto
: Ran
dy M
onto
yaFo
to: R
andy
Mon
toya
-
3
3.1 Custos mdios para sistemas
de microgerao fotovoltaica
3.2 Procedimentos para a implantao de microgerao
fotovoltaica
SISTEMA DE MICRO E MINIGERAO
FOTOVOLTAICA
PG.
43
PG.
44
-
42
Tipo de Gerao Potncia (KW) (capacidade de gerao)
microgerao 0 100
minigerao 100 1000
A entrada em vigor da Resoluo Normativa n 482, lan-ada pela Aneel em 2012, introduziu uma boa oportu-nidade para a insero da energia solar na matriz ener-gtica nacional, na forma de micro e minigerao. O incentivo
ocorre, principalmente, devido simplificao do processo de
registro como gerador de energia eltrica [16].
A resoluo tem sido fundamental para incentivar e pro-
mover o uso da energia fotovoltaica como forma de gerao
distribuda. Essa norma faz as seguintes consideraes quan-
to classificao da unidade geradora [3]:
Na resoluo ainda definido o Sistema de Compensao
de Energia, o net-metering. Nesse sistema toda energia inje-
tada na rede, ou seja, a energia gerada menos a consumida no
mesmo ciclo de faturamento, servir de crditos para serem
abatidos em contas futuras da prpria unidade onde est a
gerao ou da unidade consumidora em outra localidade, des-
de que esta esteja cadastrada para esse fim e possua o mes-
mo CPF ou CNPJ, alm de estar na mesma rea de concesso.
Os crditos sero acumulados at um prazo de 36 meses.
Vencido o prazo, esses crditos sero repartidos com os de-
mais consumidores da rea de concesso. Resumindo, o sis-
tema de compensao estabelece que os consumidores que
tiverem mais de um imvel ou filial co-
mercial e possurem unidade gerado-
ra, em um deles ou ambos, podero
abater os crditos de energia injeta-
da na rede em fatura de um dos im-
veis, desde que o mesmo esteja ca-
dastrado com o mesmo CPF ou CNPJ.
A seguir so abordados as-
pectos bsicos relacionados
estrutura e equipamentos
necessrios para instala- es
de micro unidades gerado- ras fo-
tovoltaicas tpicas em am- bientes re-
sidenciais e comerciais.
Tabela 4: Tipos de gerao distribuda at 1 MW, de acordo com Resoluo n 482/Aneel
Componentes bsicos
Inversor
Painel Fotovoltaico
Medidorde Energia
Rede Eltrica
Figura 8: Esquema tpico de sistema de microgerao fotovoltaica
Mdulos fotovoltaicos para a transformao da energia solar em energia
eltrica, no modo corrente contnua (CC).
Inversor Grid-tie Possui duas funes: transformar a energia
gerada pelas placas fotovoltaicas (CC) na
forma que utilizada nas casas, ou seja,
corrente alternada (CA) e realizar a conexo
do sistema fotovoltaico com a rede de
energia da concessionria de forma segura.
Deve-se observar a utilizao somente de
inversores Grid-tie com certificao INMETRO
ou inversores em processo de concluso de
etiquetagem que possuam certificados de
laboratrios internacionais acreditados pelo
INMETRO j que fundamental manter a
segurana e a qualidade da energia da rede.
Medidor equipamento para medir a
energia total consumida da
rede e a injetada, que a
gerada menos a consumida.
Nota:
De acordo com Mdulo 3 do PRODIST
Reviso 5, para instalaes em baixa tenso, a medio
bidirecional pode ser realizada por meio de dois medidores
unidirecionais: um para aferir a energia eltrica ativa
consumida e outro para a gerada.
-
43
O sistema fotovoltaico on-grid em residncias ope-
ra da seguinte forma: durante o dia, geralmente h for-
te incidncia de luz solar e baixo consumo de energia.
Desse modo, os painis esto produzindo uma quanti-
dade maior do que a residncia necessita, sendo o ex-
cesso injetado na rede para ser utilizado por outros
consumidores. Durante a noite no haver energia gera-
da, porm se tem consumo e, para suprir essa demanda
busca-se a energia da rede. Ao longo do dia, se o mon-
tante de energia gerado for maior do que o consumido,
sero gerados crditos que podero ser utilizados para
abater consumos futuros.
Potncia Painis(1) InversoresInstalao e
Montagem(2)Total(3)
Residencial (1-3kWp ) 5.210 1.390 1.560 8.160
Residencial (4-6kWp ) 4.710 1.190 1.400 7.300
Residencial (8-10kWp ) 4.380 1.130 1.390 6.900
Comercial (100kWp ) 4.070 1.110 1.220 6.400
A seguir sero apresentados os custos mdios para instalao de
sistema de microgerao fotovoltaica no Estado do Esprito Santo.
3.1 Custos mdios para sistemas de microgerao fotovoltaica
Tabela 5: Custo de investimento em sistemas fotovoltaicos referncia no ES em R$/KWp(3) j instalado
Notas:
1. Foram considerados painis
fixos que no acompanham o movimento do sol.
2. Foi considerada instalao de alumnio.
3. Preo mdio de fornecedores do Esprito Santo.
Obs: Os preos de
equipamentos podem
variar consideravelmente
de acordo com o fabricante,
o fornecedor e os locais de
onde so importados.
Fonte: Aspe 2013
-
44
1ELABORAO DO PROjETOPrimeiramente, o interessado
deve elaborar um projeto a ser
apresentado concessionria.
2SOLICITAO DE ACESSO necessrio que seja feito um
pedido de acesso ao sistema da
distribuidora, juntamente com
a apresentao do projeto e do-
cumentao exigida.
3PARECER DE ACESSOAps a solicitao de acesso, a
distribuidora emitir um pare-
cer sobre a documentao apre-
sentada, as condies da rede
e as condicionantes que devem
ser satisfeitas pelo acessante.
3.2 Procedimentos para a Implantao de microgerao FotovoltaicaPara participar do Sistema de Compensao de Energia (ne-
t-metering), deve-se projetar o microgerador fotovoltaico de
modo que ele atenda necessidade energtica da edificao
na medida certa, gerando, no mximo, a energia anual consu-
mida[59], caso este consumidor no queira acumular crditos.
O projetista do sistema precisa conhecer o local onde
ser instalado o gerador, para avaliar as condies fsicas
e definir o microgerador a ser instalado[59].
Isso inclui especificar os equipamentos mais adequa-
dos (tipo, modelo e quantidade de mdulos fotovoltaicos
e inversores), como os mdulos fotovoltaicos devem ser li-
gados, qual o melhor posicionamento para garantir a me-
lhor eficincia, qual a melhor estrutura para fixao dos
mdulos e se sero necessrias obras estruturais para, por
exemplo, suportar o peso do sistema ou para proteger o
telhado [59]. Alm desses itens, o projetista deve observar
-
45
4RELACIONAMENTO OPERACIONALAps atendimento das condi-
cionantes do parecer, o usu-
rio dever formalizar o relacio-
namento operacional junto
distribuidora. Esse documento
estabelece as condies para
garantir a operao segura das
instalaes eltricas que inter-
ligam o microgerador ao siste-
ma da distribuidora.
5 REALIzAO DAS OBRASA partir da assinatura do relacio-
namento operacional e adeso
ao sistema de compensao, o
acessante poder iniciar a rea-
lizao das obras, que, quando
terminadas, devero ser visto-
riadas pela concessionria.
6 VISTORIATerminada a execuo do proje-
to, o acessante deve solicitar
concessionria uma vistoria nas
obras, para verificar se est de
acordo com os padres da con-
cessionria. A conexo com a
rede e consequente energi-
zao do sistema de gerao
nunca devem ser feitas antes
da vistoria e aprovao da con-
cessionria. Estando aprovada,
a conexo poder ser realizada
pela distribuidora.
a adequao s normas da distribuidora e do Procedimen-
to de Distribuio de Energia Eltrica (PRODIST - ANEEL).
Existe uma variedade imensa de solues tecnolgicas para
gerao de eletricidade solar em sistemas de pequeno porte.
Para tanto, o projetista dever preparar um projeto das insta-
laes de gerao e da conexo rede da concessionria [59].
A seguir so apresentados, em linhas gerais, de forma
exclusivamente orientativa, os passos a serem seguidos
pelo projetista na instalao de unidade geradora residen-
cial do tipo microgerao para etapa de acesso. Lembran-
do que a primeira ao a ser realizada entrar em con-
tato com a sua concessionria de distribuio (EDP Es-
celsa ou ELFSM), que orientar o solicitante sobre os
procedimentos a serem seguidos, que podem variar de
acordo com cada caso. O incio do contato pode ser feito
em uma das agncias de atendimento das concessionrias.
Lembrando que os custos da adequao feitos pela dis-
tribuidora no sistema de medio sero de responsabilida-
de do microgerador. Para realizar a medio podem ser uti-
lizados dois medidores convencionais unidirecionais, que
tero, juntos, o mesmo papel de um medidor bidirecional,
necessrio para medir a energia injetada e a consumida da
rede. Instalada a medio, a concessionria ser a respon-
svel por sua manuteno e operao[59].
-
4ESTIMATIVAS PARA PROjETOS TPICOS DE uSO DA ENERGIA SOLAR NO
EsPRITO sANTO
-
48
Equipamentos* Custo (R$)
Placas 7.290,00
Inversor 1.940,00
Instalao 2.190,00TOTAL 11.420,00
sistema fotovoltaico residencial
A seguir so apresentadas estimativas sobre a insta-lao de gerao fotovoltaica residencial, conside-rando que uma residncia consome em mdia 190 KWh/ms e que uma casa atendida com sistema monof-
sico dispe de uma taxa mnima de 30 KWh/ms de dispo-
nibilidade. Outro ponto a ser destacado foi a considerao
de dados mdios de radiao por microrregio.
Devido a pequena variao de radiao mdia inci-
dente entre as microrregies, que variam de 5,2 a 5,4
KWh/m dia (plano inclinado), calcula-se que um sistema
com 10,5 m2 (5 a 6 placas) e 1,4 kWp seja suficiente para
atender demanda residencial tpica em qualquer mi-
crorregio do Estado. O custo mdio de um sistema des-
se, considerando a instalao, cerca de R$ 11.400,00.
Para maiores informaes de sobre dimensionamento de
sistemas fotovoltaico ver captulo 12
Lembrando que so valores mdios, portanto, devem
ser utilizados somente como referncia, pois foram obtidos
por meio das estimativas da radiao mdia nas microrre-
gies do Estado. A anlise de um local especfico pode in-
dicar a necessidade de um sistema que necessita de uma
infraestrutura fotovoltaica maior ou menor.
Considerando a instalao de gerao fotovoltaica em
1% das residncias, chega-se aos seguintes valores por
microrregio no Estado:
Tabela 6: Custo mdio de um sistema fotovoltaico
* Todo dimensionamento descrito neste item orientativo, devendo um tcnico fazer visita in loco para cada caso.
-
49
Microrregio* Potncia(MWp)
Gerao (Mwh/ano)
Quantidade de placas fotovoltaicas (m2)
Capara 0,67 957,72 4.949,07
Central serrana 0,43 588,93 3.172,30
Extremo Norte 0,23 325,14 1.738,01
Litoral Norte 0,73 1.027,15 5.428,24
metrpole Exp. sul 0,52 753,63 3.880,04
metropolitana 5,55 7.946,33 41.139,00
Noroeste I 0,42 571,84 3.086,22
Noroeste II 0,50 688,79 3.731,80
Polo Cachoeiro 1,33 1.914,43 9.856,44
Polo Colatina 0,71 983,37 5.286,81
Polo Linhares 1,12 1.562,65 8.273,87
sudoeste serrana 0,53 738,62 3.933,19Total 12,75 18.058,59 94.475,00
De posse das estimativas, verifica-se que h uma pos-
svel demanda comercial para fornecimento de materiais
e servios em microgerao fotovoltaica no Esprito San-
to. Assumindo a premissa de 1% das casas com gerado-
res, visualiza-se uma demanda de cerca de 95.000 m2 de
mdulos fotovoltaicos, ou seja, cerca de 47.000 mdulos.
Tabela 7: Estimativas de utilizao da gerao fotovoltaica em 1% das residncias por microrregio
* Todo dimensionamento descrito neste item orientativo, devendo um tcnico fazer visita in loco para cada caso.
-
50
sistema composto: fotovoltaico e aquecimento residencialO sistema fotovoltaico tambm pode ser instalado junta-
mente com sistemas de aquecimento mencionados no item
anterior. O objetivo do sistema de aquecimento a diminui-
o dos gastos de energia para banho, necessitando assim
de menor quantidade de energia gerada pelo sistema foto-
voltaico e consequentemente menor infraestrutura neces-
sria de gerao, resultando em menores custos de projeto.
Consideram-se os 30 KWh de disponibilidade e as se-
guintes premissas:
consumo mensal mdio de 190 KWh/ms em uma residncia;
mdia de 26% de consumo de energia em uma residncia para aquecimento de banho e que o
sistema de aquecimento apresentado supra to-
das essas necessidades.
Dessa forma, espera-se um sistema de 1 kWp fotovol-
taico associado ao aquecedor, que fornecer um conjunto
cerca de 9% mais barato do que o somente fotovoltaico.
sistema de aquecimento residencialConsidera-se como base, em residncias, a utilizao de um chuveiro de 4.400 W, comum
nas residncias de todo Brasil. Tem-se que a utilizao de um sistema de aquecimento pode
diminuir os gastos com o uso do chuveiro, por isso, adotam-se as seguintes premissas:
Tabela 8: Custo mdio de um sistema composto trmico e fotovoltaico
suprir a necessidade de utilizao do chuveiro em 80% do ano;
quatro banhos por dia; tempo mdio de banho de dez minutos; supe-se edificao nova ou existente em que
haja possibilidade de instalao de sistema de
aquecimento hbrido;
sistema de aquecimento hbrido com 200 litros e cerca de 2 m2 de coletor trmico, que pode utili-
zar recurso auxiliar (eletricidade ou gs) quando
a gua do reservatrio no estiver aquecida sa-
tisfatoriamente. Esse sistema comumente uti-
lizado em projetos de eficincia energtica de
concessionrias de energia.
A estimativa de economia mensal de 60 KWh, con-
siderando as premissas adotadas. O custo total previsto
para esse sistema, j instalado, de cerca de R$ 2.200,00.
Equipamentos* Custo (R$)
Placas 5.200
Inversor 1.390
Instalao 1.570
sistema de aquecimento 2.200
TOTAL 10.360* Todo dimensionamento descrito neste item orientativo, devendo um tcnico fazer visita in loco para cada caso.
-
51
Microrregio* Potncia FV (MWp)
Gerao FV(Mwh/ano)
Energia evitada pelo sistema
trmico (Mwh/ano)
Quantidade de placas fotovoltaicas (m2)
Capara 0,46 664,69 295,57 3.434,80
Central serrana 0,29 403,83 181,34 2.175,29
Extremo Norte 0,16 224,56 100,06 1.200,36
Litoral Norte 0,51 712,26 317,09 3.764,11
metrpole Exp. sul 0,36 517,41 231,73 2.663,91
metropolitana 3,83 5.474,14 2438,72 28.340,20
Noroeste I 0,29 396,20 176,42 2.138,31
Noroeste II 0,35 473,85 211,81 2.567,27
Polo Cachoeiro 0,91 1.314,38 588,65 6.767,11
Polo Colatina 0,49 674,31 302,21 3.625,24
Polo Linhares 0,77 1.075,74 479,81 5.695,78
sudoeste serrana 0,36 504,81 226,45 2.688,15Total 8,78 12.436,19 5.549,85 65.060,53
A partir desses resultados, e considerando a instalao
de gerao fotovoltaica com aquecimento em 1% das resi-
dncias, chega-se aos seguintes valores por microrregio:
De posse dos valores encontrados, verifica-se que
h uma possvel demanda comercial para fornecimento
de materiais e servios em microgerao fotovoltaica e
aquecimento para banho. Assumindo a premissa de que
1% das residncias de cada microrregio adotasse o sis-
tema composto, visualiza-se uma demanda de cerca de
65.000 m2 de mdulos fotovoltaicos, ou seja, cerca de
33.000 mdulos.
Tabela 9: Estimativas da utilizao da gerao fotovoltaica e de aquecimento em 1% das residncias por microrregio
* Todo dimensionamento descrito neste item orientativo, devendo um tcnico fazer visita in loco para cada caso.
-
GERAO EMPREENDIMENTOS DE
5
DE GRANDE PORTE sOLAR
5.3 Mapa da Infraestrutura eltrica
do Esprito Santo
5.2 Macrorregies com aptido para Gerao
Heliotrmica de maior porte
5.1 Macrorregies com aptido para
Gerao Fotovoltaica de maior porte
PG.
57
PG.
56
PG.
55
-
54
As perspectivas, no Brasil, de empreendimentos para gerao solar de maior porte esto concentradas em centrais geradoras com capacidades de at 30MW pelo menos at esta fonte apresentar uma maior competi-
tividade. Esse fato pode ser percebido por meio do levan-
tamento realizado sobre os pedidos de registros de reque-
rimento de outorga junto a ANEEL para empreendimentos
de gerao de energia eltrica por meio de energia solar.
Neste levantamento, dados de 2011 maio de 2013, foram
identificados cerca de 156 registros de pedidos de requi-
sies de outorga de usinas solares com potncia total de
4,2GW isto nos fornece um mdia de 27 MW por empreen-
dimento. As cinco cidades que tiveram a maior quantida-
de de pedidos esto indicadas no mapa abaixo:
Am
r i c a do S
u l
OO cc ee aa nn oo AA
tt ll nn tt
ii cc
oo
Remgio (PB)P : 180,00 MWRadiao Mdia: 5,30 KWh/m/dia
Ourolndia (BA)
Oliveira dos Brejinhos (BA)
Jaba (MG)
Bom Jesus da Lapa (BA)
P : 302,40 MWRadiao Mdia: 5,50 KWh/m/dia
P : 482,00 MWRadiao Mdia: 6,00 KWh/m/dia
P : 439,00 MWRadiao Mdia: 6,00 KWh/m/dia
P : 390,72 MW Radiao Mdia: 6,00 KWh/m/dia
RN
PB
PE
ALSE
CE
PIMA
BA
ES
RJ
MG
SP
PR
SC
RS
MS
MT
PA
TO
GO DF
APRR
RO
AM
AC
* P : Pedidos de Requisio de Outorga Junto ANEEL.
Fontes: ANEEL - Cidades com requerimento de outorga de gerao fotovoltaica;INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) e LABSOLAR (Laboratrio de Energia Solar / Universidade Federal de Santa Catarina) -Radiao Solar no Plano Inclinado no Brasil.
RADIAO SOLAR NO PLANO INCLINADO NO BRASIL - MDIA ANUAL
0 400 800 1.200200kmLimite
EstadualPrincipais cidades com requerimento de outorga de gerao fotovoltaica.
Cidades com requerimento de outorga de gerao fotovoltaica.
Legenda (KWh/m/dia)
4,52 - 5,01
5,02 - 5,14
5,15 - 5,27
5,28 - 5,41
5,42 - 5,55
5,56 - 5,69
5,70 - 5,83
5,84 - 6,10
N
O
S
L
REG*
REG*
REG*
REG*
REG*
REG
Uma das medidas que justifica este limite so os bene-
fcios concedidos para centrais geradoras, fonte hidreltri-
ca, solar, elica com limite de potncia injetada no sistema
de at 30MW, dados pela Resoluo N 77/ANEEL. Essa re-
soluo estabelece procedimentos para reduo de tarifas
de uso dos sistemas eltricos de transmisso e distribui-
o, cuja potncia injetada no sistema seja menor ou igual
a 30MW, incidido tanto na produo como no consumo da
energia comercializada para empreendimentos deste tipo.
Os empreendimentos de gerao solar podem utilizar
a tecnologia fotovoltaica ou a heliotrmica, sendo que,
para ambas alguns critrios devem ser obedecidos alm da
alta incidncia de radiao solar, segue abaixo alguns dos
principais fatores que influenciam na escolha da regio [9]:
Proximidade de linhas de transmisso, distribuio e subestaes
Terreno, Disponibilidade (reas no envolvidas
em disputas judiciais),
Declividade (menor declividade diminui o sombreamento, e custo
para nivelamento do terreno),
Ocupao (ocupao do solo), Risco (enchentes, incndio, etc;). Disponibilidade de gua (gua para
limpeza dos painis ou refrigerao)
Logstica (acesso a rea do empreendimento)Adicionalmente necessrio ratificar os valores de
radiao estimado indicados pelos mapas, visto que es-
tes apresentam estimativas da distribuio da radiao
sobre macrorregies do estado, e que, a radiao solar
a varivel de maior peso na economicidade do futu-
ro empreendimento. Essa medida visa reduzir a incerte-
za na gerao de energia pela usina. Como medida mi-
tigadora o investidor dever considerar um perodo m-
nimo de medies da radiao solar no local da usina e
em um raio no seu entorno para verificar os desvios com
os valores estimados.
-
55
5.1 macrorregies com aptido para Gerao Fotovoltaica de maior porteMesmo o Brasil e conseqentemente o Esprito Santo
tendo nveis excelentes de radiao, principalmente se
comparado a pases como Alemanha, Frana e Espanha.
Abaixo apresentamos uma anlise comparativa dos n-
veis de radiao estadual com o menor valor mdio (5,3
KWh/m2/dia) por cidade dentre as cinco cidades do mapa
anterior, que so as cidades com tiveram a maior quanti-
dade de registro de requisio de outorga para empreen-
dimentos de gerao fotovoltaica no Brasil, no perodo
de 2011 a maio de 2013.
0 50 10025km
MUCURICI
MONTANHA
PONTO BELO
PEDRO CANRIO
PINHEIROS
BOAESPERANA
CONCEIO DA BARRA
SO MATEUS
VILA PAVO
ECOPORANGA
GUA DOCE DO NORTE
BARRA DE SO FRANCISCO
NOVA VENCIA
GUIA BRANCA
SO GABRIELDA PALHA
MANTENPOLIS
ALTO RIO NOVO
PANCAS
SO DOMINGOS DO NORTE
GOVERNADOR LINDEMBERG
RIO BANANAL
SOORETAMA
JAGUAR
VILA VALRIO
COLATINA
MARILNDIA
BAIXOGUAND ITAGUA
SO ROQUE DO CANA JOO
NEIVA
IBIRA
FUNDO
SANTA TERESA
ITARANA
LARANJA DA TERRA
ARACRUZ
LINHARES
SANTA MARIADE JETIBAFONSO CLUDIO
SERRA
SANTALEOPOLDINA
CARIACICA
VILA VELHA
VITRIADOMINGOS MARTINS
VENDA NOVADOIMIGRANTE
MARECHAL FLORIANO
VIANA
CONCEIO DO CASTELO
CASTELO
INAMUNIZ FREIRE
IBITIRAMA
IRUPI
IBATIBA
BREJETUBA
DIVINO DE SO LOURENO
DORES DORIO PRETO
GUAU
ALEGRE
JERNIMOMONTEIRO
CACHOEIRODE ITAPEMIRIM
VARGEM ALTA
ALFREDOCHAVES
ANCHIETAICONHA
PIMA
ITAPEMIRIM
RIO NOVODO SUL
MARATAZES
PRESIDENTE KENNEDY
MIMOSODO SUL
MUQUI
ATLIOVIVCQUA
APIAC
BOM JESUSDO NORTE
SO JOSDO CALADO
GUARAPARI
OCEA
NO AT
LNT
ICO
RADIAO SOLAR NO PLANO INCLINADO NO ESPRITO SANTOMDIA ANUAL (ACIMA DE 5,3)
UHE Aimors
CEMIG (Mesquita)
FURNAS (Ouro Preto)
FURNAS (Campos) FURNAS
(Campos)
RJ
MG
BALegendaSubestao
Subestao planejada
Pequena Central Hidreltrica (PCH)
Central Geradora Hidreltrica (CGH)
LT 500 KV Mesquita /Viana 2 C-1 ES
(Construo)
(Construo)
LT 230 KV Mascarenhas /Linhares 2
LT 345 KV
LT 230 KV
LD 138 KV
LD 69 KV
LD 34,5 KV
LD 25 KV
Limite Microrregional ES
Limite Municipal ES
Usina Hidreltrica (UHE)
Usina Termeltrica (UTE)
< 5,3
5,30 - 5,38
5,39 - 5,48
5,49 - 5,58
Radiao Solar no Plano Inclinado (KWh/m/dia):
Fontes: ASPE, ANEEL, EDP ESCELSA, ELFSM,INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) eLABSOLAR (Laboratrio de Energia Solar -Universidade Federal de Santa Catarina).
RegioCapara
RegioPolo Cachoeiro
Regio Metrpole
Expandida Sul
RegioSudoeste Serrana
RegioCentral Serrana
RegioMetropolitana
RegioPolo Linhares
RegioPolo Colatina
RegioLitoral Norte
RegioNoroeste II
RegioNoroeste I
RegioExtremo Norte
-
56
5.2 macrorregies com aptido para Gerao Heliotrmica de maior porteAbaixo um mapa com indicativo das macrorregies
com radiao solar direta, mdia anual do total dirio,
maior ou igual a 5,2 KWh/m2/dia, este critrio refe-
rente ao valor mnimo requerido para viabilizao tc-
nica do projeto. Estas estimativas, de valor mnimo de
radiao direta requerida, foram levantadas junto a
fornecedores de equipamentos e consultores durante
visita de tcnicos da EPE a instalaes de Centrais de
Gerao por concentrao solar na Espanha e Alema-
nha em abril/2012[16].
0 50 10025km
MUCURICI
MONTANHA
PONTO BELO
PEDRO CANRIO
PINHEIROS
BOAESPERANA
CONCEIO DA BARRA
SO MATEUS
VILA PAVO
ECOPORANGA
GUA DOCE DO NORTE
BARRA DE SO FRANCISCO
NOVA VENCIA
GUIA BRANCA
SO GABRIELDA PALHA
MANTENPOLIS
ALTO RIO NOVO
PANCAS
SO DOMINGOS DO NORTE
GOVERNADOR LINDEMBERG
RIO BANANAL
SOORETAMA
JAGUAR
VILA VALRIO
COLATINA
MARILNDIA
BAIXOGUAND ITAGUA
SO ROQUE DO CANA JOO
NEIVA
IBIRA
FUNDO
SANTA TERESA
ITARANA
LARANJA DA TERRA
ARACRUZ
LINHARES
SANTA MARIADE JETIBAFONSO CLUDIO
SERRA
SANTALEOPOLDINA
CARIACICA
VILA VELHA
VITRIADOMINGOS MARTINS
VENDA NOVADOIMIGRANTE
MARECHAL FLORIANO
VIANA
CONCEIO DO CASTELO
CASTELO
INAMUNIZ FREIRE
IBITIRAMA
IRUPI
IBATIBA
BREJETUBA
DIVINO DE SO LOURENO
DORES DORIO PRETO
GUAU
ALEGRE
JERNIMOMONTEIRO
CACHOEIRODE ITAPEMIRIM
VARGEM ALTA
ALFREDOCHAVES
ANCHIETAICONHA
PIMA
ITAPEMIRIM
RIO NOVODO SUL
MARATAZES
PRESIDENTE KENNEDY
MIMOSODO SUL
MUQUI
ATLIOVIVCQUA
APIAC
BOM JESUSDO NORTE
SO JOSDO CALADO
GUARAPARI
OCEA
NO AT
LNT
ICO
RADIAO SOLAR DIRETA NO ESPRITO SANTOMDIA ANUAL (ACIMA DE 5,2)
UHE Aimors
CEMIG (Mesquita)
FURNAS (Ouro Preto)
FURNAS (Campos) FURNAS
(Campos)
RJ
MG
BALegendaSubestao
Subestao planejada
Pequena Central Hidreltrica (PCH)
Central Geradora Hidreltrica (CGH)
LT 500 KV Mesquita /Viana 2 C-1 ES (Construo)
(Construo)LT 230 KV Mascarenhas /Linhares 2
LT 345 KV
LT 230 KV
LD 138 KV
LD 69 KV
LD 34,5 KV
LD 25 KV
Limite Microrregional ES
Limite Municipal ES
Usina Hidreltrica (UHE)
Usina Termeltrica (UTE)
< 5,20
5,20 - 5,23
5,24 - 5,27
5,28 - 5,30
5,31 - 5,35
Radiao Solar Direta (KWh/M/dia):
Fontes: ASPE, ANEEL, EDP ESCELSA, ELFSM,INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) eLABSOLAR (Laboratrio de Energia Solar -Universidade Federal de Santa Catarina).
RegioCapara
RegioPolo Cachoeiro
Regio Metrpole
Expandida Sul
RegioSudoeste Serrana
RegioCentral Serrana
RegioMetropolitana
RegioPolo Linhares
RegioPolo Colatina
RegioLitoral Norte
RegioNoroeste II
RegioNoroeste I
RegioExtremo Norte
-
57
5.3 mapa da Infraestrutura eltrica do Esprito santo
Rosal
SuaRio Bonito
Mascarenhas
Muniz Freire
Tabocas
Carnielli
Cachoeira da Ona
Cachoeira do Oito
Infraestrutura Eltrica do Estado do Esprito Santo
MIN
AS G
ERAI
S
PCHSo Simo
PCHAlegre
PCHFrancisco Gross
PCHFruteiras
PCHSo Joaquim
PCHJucu
UTEPaineiras
UTEViana
UTELinhares
UTECeisa (ex-Disa)
UTEAlcon
PCHFumaa IV
PCHPedra do Garrafo
PCHPirapetinga
PCHFranca Amaral
PCHCalheiros
PCHIlha da Luz
CGH Santa Maria
CGH
CGH
CGH
CGH
UHE
UHEUHE
UHE
UHE
Legenda
Fontes: ASPE, ANEEL, EDP ESCELSA e ELFSM.Fonte Cartogrfica: GEOBASES.
Subestao Mesquita/MG
SE Linhares 2
DETALHE
UTELasa
PCHViosa
PCHSo Joo
Pequena Central Hidreltrica (PCH)
Subestao Planejada
0 50 10025Km
Massa D'gua
LD 25 KV
UHEAimors/MG
PRESIDENTE KENNEDY
APIACB. JESUSDO NORTE
SO JOSDO CALADO
MUQUI ATLIOVIVCQUA
MARATAZES
ITAPEMIRIM
CACHOEIRO DEITAPEMIRIM
JERNIMOMONTEIRO
ALEGRE
GUAU
DORES DO RIO PRETO
D. DE SOLOURENO
IBITIRAMA
MUNIZ FREIRE
CASTELO
VARGEMALTA
CONCEIODO CASTELO
DOMINGOS MARTINS
ALFREDOCHAVES
ANCHIETA
PIMA
ICONHA
RIO NOVO DO SUL
IRUPI
IBATIBA
V. NOVADO IMIGRANTE
BREJETUBA
AFONSOCLUDIO
SANTAMARIA
SANTALEOPOLDINA
GUARAPARI
MARECHALFLORIANO
LARANJADA TERRA
BAIXO GUAND
ITAGUAU
SO ROQUE DO CANA
SANTATERESA
FUNDO
SERRA
IBIRAU
JOO NEIVA
ITARANA
COLATINA
MARILNDIA
GOVERNADORLINDEMBERG
RIO BANANALPANCAS
ALTO RIO NOVO
GUIA BRANCA
MANTENPOLIS
NOVAVENCIA
SO GABRIELDA PALHA
VILAVALRIO
SOORETAMA
LINHARES
JAGUAR
ARACRUZ
CARIACICA
VILAVELHA
VITRIA
SO MATEUS
CONCEIODA BARRA
PEDRO CANRIO
MONTANHA
PONTOBELO
PINHEIROS
ECOPORANGA
BOAESPERANA
VILA PAVO
BARRA DESO FRANCISCO
GUA DOCEDO NORTE
MUCURICI
PCHSo Pedro
UTE Aracruz
(Subestao Mesquita)
Serra Sede
DETALHE
REGIO DAGRANDE VITRIA
Ocean
o Atl
ntic
o
UTE Fibrasa EmbalagensUTE CST
UTE Vitria Apart HospitalUTE Sol
UTE Wal Mart Sams Vitria
UTE Shopping Praia da Costa
UTE Auto Servio Fa
UTEViana
FURNAS (CAMPOS)FURNAS (OURO PRETO)
FURNAS (VITRIA)
FURNAS (CAMPOS)
CariacicaVitria
Serra
Vila Velha
Viana
LD 34,5 KV
Subestao Existente
RegioNoroeste I
RegioExtremo Norte
RegioLitoral Norte
RegioNoroeste II
RegioPolo Colatina
RegioPolo Linhares
RegioMetropolitana
RegioCentral Serrana
RegioSudoeste Serrana
RegioCapara
RegioPolo Cachoeiro
Regio MetrpoleExpandida Sul
LD 69 KV
LD 138 KV
LT 345 KV
RIO DE JANEIRO
OCEA
NO AT
LNT
ICO
BAHIA
rea de Concesso da EDP Escelsa
MIMOSO DO SUL
DETALHE
Usina Hidreltrica (UHE)
Central Geradora Hidreltrica (CGH)
Usina Termeltrica (UTE)
LT 230 KV Mascarenhas /Verona
rea de Concesso da ELFSM
LT 500 KV Mesquita /Viana 2 C-1 ES
LT 230 KV Mascarenhas /Linhares 2 (Construo)
(Construo)
Fonte: Aspe 2012
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EsPRITO sANTO
CLIMATOLOGIA DO
6
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60
O Esprito Santo detentor de uma rea aproxima-da de 46.078 km e situa-se na faixa leste do Su-deste brasileiro, onde o regime pluviomtrico tipicamente sazonal, apresentando dois perodos distin-
tos: um com grande volume de chuva e outro com decrs-
cimo acentuado de pluviosidade. Contudo, isso no signi-
fica que a variabilidade interanual se comporte num ni-
co padro nas escalas de tempo e espao.
De acordo com Nunes, Vicente e Candido (2009) [41] e
Alves et al. (2005)[30], o incio do perodo chuvoso na re-
gio Sudeste do Brasil est ligado ao padro de circulao
e termodinmica regional e atuao da Zona de Conver-
gncia do Atlntico Sul (ZCAS), que vo se consolidando
no decorrer da primavera, contribuindo para a ocorrn-
cia de chuvas convectivas, muitas vezes volumosas. Na
estao menos chuvosa, a influncia dos fenmenos de
grande escala, como aqueles associados a massas de ar
frio e seco, acarretam uma diminuio dos valores de pre-
cipitao no sentido do litoral para o interior da regio.
Apesar de sua pequena extenso territorial, o Esprito
Santo possui uma grande diversidade climtica, que pode
variar de clima quente e seco a clima frio e chuvoso.
A variabilidade das chuvas no Estado est condicionada,
em parte, s suas caractersticas geogrficas. Isso se d
pelo fato de possuir reas montanhosas, principalmente
em sua parte central e sul, contrastando com regies pla-
nas ao longo do litoral e no norte do Estado [47].
De maneira geral, o perodo com volume de precipita-
o mais baixo vai de maio a setembro e o de maior volu-
me, de outubro a abril (mapas 1 e 2) [39] [40] [47]. Os maiores
acumulados de chuva do Estado ocorrem nas regies lito-
rneas (em torno de 1.300 mm por ano) e em reas com
altitudes elevadas (1.300-1.600 mm/ano) (Mapa 3), sen-
do que novembro e dezembro so os meses nos quais se
registram os maiores volumes mensais de precipitao.
Durante o perodo chuvoso, os acumulados mdios no Es-
tado ficam em torno de 950 mm, mas superam os 1.200
mm nas montanhas capixabas e no passam de 900 mm
na regio de Baixo Guandu, no centro-norte e no litoral
sul (Mapa 2). No perodo de menor precipitao, os maio-
res acumulados ocorrem no litoral e em parte da regio
serrana, com at 450 mm. J no Centro-Oeste, o volume
no chega a 150 mm (Mapa 1). Os meses de junho, julho
e agosto so, em mdia, os meses com menores registros
de precipitao mensal.
400'0"W
400'0"W
410'0"W
410'0"W
420'0"W
420'0"W
180
'0"S
180
'0"S
190
'0"S
190
'0"S
200
'0"S
200
'0"S
210
'0"S
210
'0"S
Precipitao Mdia Anual no Esprito Santo(Perodo Chuvoso)
OCEA
NO A
TLN
TICO
RJ
MG
BA
0 40 80 12020km
Projeo UTM - Zona 24 Sul, SIRGAS 2000
Precipitao (mm)1.800
400'0"W
400'0"W
410'0"W
410'0"W
420'0"W
420'0"W
180
'0"S
180
'0"S
190
'0"S
190
'0"S
200
'0"S
200
'0"S
210
'0"S
210
'0"S
Precipitao Mdia Anual no Esprito Santo(Perodo Seco)
OCEA
NO A
TLN
TICO
RJ
MG
BA
0 40 80 12020km
Projeo UTM - Zona 24 Sul, SIRGAS 2000
Precipitao (mm)1.800
Fonte: Sistema de
Informaes Meteorolgicas,
Incaper
Fonte: do Sistema de
Informaes Meteorolgicas
do Incaper
Mapa 1: Precipitao mdia anual (1931-2008) para o perodo seco no Esprito Santo (mm)
Mapa 2: Precipitao mdia anual (1931-2008) para o perodo chuvoso no Esprito Santo (mm)
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400'0"W
400'0"W
410'0"W
410'0"W
420'0"W
420'0"W
180
'0"S
180
'0"S
190
'0"S
190
'0"S
200
'0"S
200
'0"S
210
'0"S
210
'0"S
Precipitao Mdia Anual no Esprito Santo
Fonte dos dados: Incaper, INMET, CPTEC/INPE e ANA
OCEA
NO A
TLN
TICO
RJ
MG
BA
0 40 80 12020km
/Projeo UTM - Zona 24 Sul, SIRGAS 2000
Limite Municipal (ES)Estados Vizinhos
Fonte Cartogrfica: GEOBASES
Precipitao (mm)1.800
Fonte: Sistema de
Informaes Meteorolgicas
do Incaper
Mapa 3: Precipitao mdia anual (1931-2008) no Esprito Santo (mm)
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62
Em relao s temperaturas, S et al. (2012) fizeram
uma estimativa para o Esprito Santo por meio da meto-
dologia inicialmente adotada por Feitoza et al. (1980)[38]. A
faixa leste do Esprito Santo aquela que apresenta m-
dia anual das mximas e mnimas mais uniformes