Análise técnica e econômica de um protótipo de árvore solar fotovoltaica

Abstract

O uso de fontes renováveis para geração de energia vem apresentando tendência de crescimento no mundo durante os últimos anos. Debates em âmbito internacional sobre mudanças climáticas e desenvolvimento sustentável motivam essa busca de diversificação da matriz energética mundial com energias alternativas que provoquem menos impacto no meio ambiente. Assim, a produção de energia elétrica a partir do sol com sistemas fotovoltaicos (SFVs) tem captado mais interesse de setores da sociedade e se mostrado cada vez mais viável técnica e economicamente. O presente trabalho tem como objetivo apresentar um estudo sobre um sistema fotovoltaico na forma de uma árvore solar instalada na Faculdade de Tecnologia (FT) da Universidade de Brasília (UnB), além da comparação através de análises técnicas e econômicas de dois casos, os quais diferem entre si com relação à orientação dos módulos. O caso 1 trata da estrutura teórica da árvore, enquanto o segundo representa o modelo real, construído e instalado na UnB. A análise técnica realizou a avaliação do recurso solar, localização do projeto, modelagem tridimensional, sombreamento, definição do arranjo, dimensionamento, simulação de operação e projeto elétrico. Já na análise econômica, foram feitos o levantamento dos preços dos componentes e gastos com a instalação, a avaliação do investimento inicial e o impacto da geração do SFV no consumo do prédio. Ambos os casos foram dimensionados com 24 módulos de 55 Wp e 1 inversor de 1,5 kW. O sistema da árvore do caso 1, conforme os resultados das simulações no PVSyst, é capaz de gerar 2.168 kWh por ano. Já no caso 2, a geração foi menor, um total de 1.869 kWh/ano, confirmando a maior eficiência do caso 1. Foram descritas as etapas de construção e implementação do protótipo e verificou-se que embora a maior parte das etapas tenha sido concluída, a burocracia no andamento dos processos atrasou a finalização do projeto. Quanto aos resultados da análise econômica, determinou-se que o investimento inicial do projeto da árvore solar, foi de R$ 21.154,20 e o preço calculado por kWp foi igual a R$ 16,03. Foi verificada ainda a economia mensal pelo SFV na conta de energia da UnB com valores de R$ 108,78 para o caso 1 e R$ 76,44 no caso 2. A proposta de uma árvore solar surge então para demonstrar as possibilidades de aproveitamento desse tipo de fonte na geração de energia limpa, com a integração de SFVs às mais diversas estruturas arquitetônicas, à paisagem urbana, com uma área menor se comparados com instalações tradicionais (em telhados ou fachadas de prédios) de mesma capacidade de geração.