Metodologia para cálculo de gereação fotovoltaica em áreas urbanas aplicada a Florianópolis e Belo Horizonte

Um sistema fotovoltaico (FV) integrado à edificação e interligado à rede elétrica é um exemplo de fonte geradora de energia ideal para aplicação em áreas urbanas, principalmente em países ensolarados. Além de gerar energia onde é necessário, ele faz uso de espaços já existentes (envelope da edificação), infra-estrutura (estrutura e instalação elétrica da edificação) e radiação solar disponível no local. Os sistemas utilizam módulos solares como elementos de revestimento, podendo ser incorporados na cobertura ou fachada do edifício. Aspectos ambientais e o crescente aumento da demanda energética mundial têm contribuído para a aceleração e desenvolvimento desta fonte de energia. O conhecimento do potencial deste sistema descentralizado no suprimento de energia junto ao ponto de consumo vai além da quantidade de energia que ele é capaz de produzir; a aplicação de plantas fotovoltaicas estrategicamente locadas em centros urbanos pode aumentar a capacidade da rede de distribuição local, auxiliando na redução do pico de carga. Esta pesquisa apresenta um estudo detalhado do potencial de sistemas fotovoltaicos em áreas urbanas de duas capitais do Brasil, Florianópolis - SC e Belo Horizonte - MG. As duas cidades apresentam diferentes características construtivas, de consumo energético, de níveis de radiação solar e de latitude local. Para a cidade de Florianópolis, foram escolhidos dois setores urbanos: um residencial (construções horizontais) e outro central-comercial (construções densas e verticais); para a cidade de Belo Horizonte foram escolhidos três setores urbanos, um residencial (construções horizontais), outro central-comercial (construções densas e verticais) e outro misto (construções variadas). Através da utilização das seis tecnologias FV comercialmente disponíveis no mercado, o estudo fez uma análise comparativa da performance de um gerador FV hipotético, composto pelo conjunto de um grande número de pequenos sistemas FV distribuídos pelos telhados das coberturas das edificações dos respectivos centros urbanos, considerando três possibilidades de distribuição dos módulos: na horizontal; com inclinação igual à latitude local e orientados para o norte geográfico; e com a inclinação e orientação real das coberturas de cada setor. Estes três estudos tiveram como finalidade verificar que nível de variação existe entre o caso real das edificações e os casos hipotéticos. Foi concluído que a variação entre os casos é bastante significativa. Desta forma torna-se imprescindível o cálculo do potencial de geração FV a partir da situação real das edificações. Foram quantificados os percentuais de suprimento do consumo energético correspondentes a cada setor e verificado o potencial de contribuição deste gerador para a concessionária local. Assim, foi possível identificar a influência da orientação e inclinação dos módulos solares, bem como a tecnologia adotada de acordo com as condições climáticas das regiões no rendimento de um sistema FV. As duas regiões mostraram bons resultados em termos de geração fotovoltaica e redução da curva de carga. Foi observado que a utilização do sistema em cada setor poderá auxiliar na rede elétrica de diferentes formas: tanto como uma fonte geradora de energia que poderá contribuir com a redução da sobrecarga da rede em alimentadores específicos; quanto como uma pequena usina geradora capaz de diversificar a matriz energética e auxiliar em situações de sobrecarga dos alimentadores de áreas adjacentes. A aplicação deste último caso é importante em regiões que necessitam de energia complementar, mas que não possuem uma área de cobertura disponível para a integração dos sistemas solares FV.