Renováveis ENERGIAS COMPLEMENTARES
Ano 1 - Edição 6 / Outubro de 2016
Painéis solares mais eficientes
Artigo analisa o uso de sistemas automatizados para aumentar a eficiência da captação da energia solar
Eólica e o meio ambiente
Algumas considerações jurídicas sobre aspectos socioambientais de empreendimentos eólicos *Notícias selecionadas sobre o mundo das energias renováveis complementares eólica e solar* APOIO
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Eólica
Artigo
Por Rafael Fernando Feldmann*
Eólica e o contexto socioambiental
Algumas considerações jurídicas sobre aspectos sociais no processo de licenciamento ambiental de empreendimentos eólicos
Artigo
O processo de licenciamento ambiental
é um procedimento administrativo que
Eólica Natureza e histórico do licenciamento ambiental
regulamenta o planejamento, a implantação e a operação de uma atividade potencialmente poluidora, ou seja, uma atividade que possa,
de alguma maneira, causar qualquer tipo
desenvolvimento da legislação
de degradação ambiental. De tal maneira
ambiental brasileira e,
e em acordo com o regime jurídico de leis
consequentemente,
e regulamentos ambientais no Brasil, a
a regulamentação do licenciamento
localização, a construção, a instalação,
ambiental no Brasil, se dá com a
a ampliação, a modificação e a operação
criação da Secretaria Especial
de empreendimentos que possam causar
do Meio Ambiente (Sema), pelo
qualquer tipo de degradação ambiental ou
Decreto nº 73.030, de 30 de
que utilizam recursos naturais em caráter
outubro de 1973, com o intuito
relevante estão sujeitos a este requisito legal.
principal de dar impulso à “elaboração e
Esta exigência legal é sempre tratada por
ao estabelecimento de normas e padrões
meio de um processo administrativo, o qual
relativos à preservação do meio ambiente,
é conduzido sempre por um ente federativo
em especial dos recursos hídricos, que
competente (órgão de meio ambiente federal,
assegurem o bem-estar das populações e
estadual ou municipal).
o seu desenvolvimento econômico e social”
e ao “esclarecimento e a educação do povo
avanço, uma vez que instituíram
de normas já foram editadas em todo o
brasileiro para o uso adequado dos recursos
princípios norteadores das ações de
ordenamento jurídico brasileiro, haja vista a
naturais, tendo em vista a conservação do
controle e fiscalização ambiental,
complexidade do procedimento ora envolvida,
meio ambiente” .
como a responsabilização objetiva pela
o diverso número de agentes (stakeholders)
ocorrência de dano ambiental, bem como
que participam do processo e também o fato
identificavam avanços no tocante à
estruturaram o Sisnama, Conama e
de que todos os entes federativos possuem
proteção ambiental no âmbito dos Estados
legalmente impuseram em âmbito nacional
competência para licenciar empreendimentos.
Federativos, como, por exemplo, a criação
a obrigação do licenciamento ambiental.
dos órgãos de fiscalização e controle,
requisito jurídico que visa combinar o
a exemplo da Companhia Estadual de
regramentos, adicionados à Assembleia
desenvolvimento econômico do país e a
Tecnologia de Saneamento Básico do
Constituinte de 1988, foi reservado um
proteção ao meio ambiente, ou seja, uma
Estado de São Paulo (Cetesb) e Fundação
novo capítulo exclusivo ao meio ambiente
forma de certificar que empreendimentos
Estadual de Engenharia do Meio Ambiente
na Constituição Federal, dividindo então
potencialmente poluidores estão sendo
do Estado do Rio de Janeiro (Feema).
a responsabilidade entre o governo e
sempre monitorados sob o ponto de vista
Instituídos por atos normativos estaduais,
a sociedade civil pela preservação e
de sua qualidade ambiental. Não obstante
foi esta uma iniciativa pioneira dos
conservação do meio ambiente .
estas considerações, identifica-se uma nova
Estados mais industrializados à época,
tendência no processo de licenciamento
e consequentemente, detentores de um
criação do Instituto Brasileiro do Meio
ambiental para o denominado “licenciamento
maior passivo ambiental e uma maior
Ambiente e dos Recursos Naturais
social”, no qual são analisados também
preocupação com o tema.
Renováveis (Ibama), por meio da Lei
os impactos exclusivamente sociais
No entanto, é no início da década de
Federal nº 7.735, de 22 de fevereiro de
dos referidos empreendimentos e,
1980 que o assunto realmente toma maior
1989 e, logo após, na década de 1990,
consequentemente, condicionantes e
importância, especialmente, por conta da
não foram poucas as normas ambientais
projetos com viés social, os quais podem
publicação das Leis Federais de n.º 6.803,
instituídas em âmbito federal e estadual. O
não ter correlação ambiental, mas passam a
de 2 de julho de 1980 e n.º 6.938, de 31
Conama ganhou força e editou centenas de
figurar como parte do processo. Em virtude
de agosto de 1981. A primeira dispõe sobre
resoluções, regulamentando as atividades
desta nova tendência, o objetivo deste artigo
as diretrizes básicas para o zoneamento
industriais e florestais.
é discorrer a respeito desse aspecto, ou
industrial nas áreas críticas de poluição
seja, avaliar como isto vem sendo realizado
e a segunda sobre a Política Nacional do
Resolução Conama nº 237, de 19 de
na prática, além de uma opinião sobre a
Meio Ambiente, seus fins e mecanismos de
dezembro de 1997, a qual regulamentou
questão.
formulação e aplicação.
os aspectos de licenciamento ambiental
Sob o ponto de vista jurídico, milhares
Em outras palavras, trata-se de um
O primeiro grande marco para o
Naquele mesmo contexto, se
Tais leis foram, de fato, um significativo
Face aos institutos destes novos
Posteriormente, ocorreu então a
Há de se ressaltar a edição da
69
Eólica
70
Artigo sensíveis, tais como formações dunares, bioma Mata Atlântica, Zona Costeira, rotas de aves migratórias e outras modalidades ora descritas, a opção pelo processo geral e consequente apresentação do EIA/ Rima já resta determinada.
Nesse contexto, para os procedimentos
simplificados, o legislador atribuiu facilidades no trâmite do licenciamento, tais como a obtenção direta da licença de instalação, ato em que atestará a viabilidade do empreendimento, aprovando sua localização e de imediato autorizando a implantação. Outra novidade trazida pela resolução é a possibilidade de emissão conjunta das licenças ambientais dos empreendimentos eólicos de forma singular (por parque) ou de forma conjunta (por complexo), porém sempre com seus respectivos sistemas associados em um único ato administrativo.
estabelecidos no artigo 10 da Lei Federal n.º 6.938/1981 e definiu as
Licenciamento ambiental: empreendimentos eólicos
novas diretrizes para tal procedimento.
Impactos sociais: problemática identificada
Após o referido levantamento das
normas que contemplam o licenciamento
Inovou o ordenamento jurídico também
com a edição e entrada em vigor da Lei
empreendimentos de geração de energia
generalizada), cabe retornarmos ao escopo
Federal nº 9.605, de 12 de fevereiro de
eólica, o assunto ganhou maior relevância
principal da análise em questão.
1998, popularmente conhecida como
com a publicação da Resolução Conama
Lei de Crimes Ambientais, na qual a
n.º 462, de 24, de julho de 2014, a
trazidas acima, de uma maneira ou de
criminalização da prática de implantação
qual estabeleceu novos procedimentos
outra, expõem que é legalmente conferido
e operação de projetos sem licenciamento
para o licenciamento ambiental de
aos órgãos ambientais que se imponham
restou caracterizada.
empreendimentos de geração de energia
condicionantes (também definidas como
Por fim, não obstante uma
No que diz respeito aos
ambiental (leia-se, de maneira muito
Isto porque todas as normas ora
elétrica a partir de fontes eólicas em
requisitos técnicos) para cumprimento das
relevantíssima quantidade de outras
superfícies terrestres .
referidas licenças e manutenção de sua
normas que poderiam ser aqui
respectiva validade. Em outras palavras,
mencionadas, vale uma ressalva final para
o licenciamento dos empreendimentos
os empreendedores, no curso de seus
a Lei Complementar n.º 140/2011, a qual
de energia eólica foi dividido em duas
respectivos processos de licenciamento,
regulamentou o artigo 23 da Constituição
categorias: (i) simplificado, onde
precisam cumprir estas condicionantes,
Federal e especificou diversos preceitos
será exigida a elaboração do relatório
as quais têm um proposito genuíno de
que regem o licenciamento ambiental no
simplificado; e (ii) geral, em que se fará
monitorar os impactos ambientais causados
Brasil. Em suma, foram mais bem definidos
necessária a apresentação do Estudo Prévio
pelo empreendimento.
os critérios de competência dos órgãos
e Relatório de Impacto Ambiental (EIA/
ambientais, bem como especificados os
Rima). Neste sentido, conforme disposição
evidente que o propósito do processo
limites de atuação de cada órgão nestes
expressa do artigo 3º, coube ao órgão
de licenciamento é certificar que
processos. Esta Lei Complementar foi
ambiental licenciador a definição dos
empreendimentos potencialmente
posteriormente regulamentada pelo
critérios de impacto para tal classificação,
poluidores estão sendo sempre
Decreto Federal n.º 8.437, de 22 de abril
sendo que, para a implantação de
monitorados. Por outro lado, identifica-se
de 2015.
empreendimentos em determinados locais
uma nova tendência no direito ambiental
Com a chegada da nova norma,
Feitas estas considerações, é
Artigo
Eólica
brasileiro e no processo de licenciamento
como está legalmente estabelecido, o
de que, se for o caso, o próprio conceito de
ambiental de empreendimentos eólicos,
processo mais apropriado para solucionar
impacto ambiental e as variáveis que assim
de maneira geral, para o conhecido
temas que não estiverem diretamente
o determinam possam ser revistas nestas
“licenciamento social”, no qual são
relacionados aos aspectos estritamente
reformas.
analisados também os impactos sociais
ambientais. Isto porque, mesmo sabendo que
dos referidos empreendimentos e,
estamos tratando de assuntos de máxima
enfrentado é que, enquanto o processo
consequentemente, condicionantes e
relevância, o licenciamento ambiental foi
de licenciamento ambiental estiver
projetos com o viés social passam a figurar
disposto pela legislação para exclusivamente
regulamentado da atual maneira, questões
como parte do processo.
controlar os impactos exclusivamente
que não sejam de caráter ambiental e
ambientais e não outros aspectos que nisto
sejam nele inseridas estarão extrapolando o
identificado, ao longo de nossa atividade
não se relacionem neste tema.
escopo legal que lhe foi atribuído.
profissional, condicionantes em que
impõem aos empreendedores a implantação
neste artigo demonstram que o caráter
indispensável que os atuais legisladores
de programas de combate à prostituição,
estritamente ambiental deve estar presente
definam, sob a perspectiva da segurança
ao uso de drogas ilícitas e ao contágio de
no escopo dos processos de licenciamento
jurídica e de previsibilidade aos investidores,
doenças sexualmente transmissíveis como
ambiental. Medidas de cunho exclusivamente
quais são os rumos esperados no processo de
contrapartida para implantação de grandes
social que não guardam relação com a
licenciamento ambiental, o que se espera ser
obras de infraestrutura, especialmente,
temática ambiental não deveriam ser
aceito pelos stakeholders ora envolvidos.
em projetos eólicos, os quais demandam
consideradas pela legislação atual como
uma grande empreitada na sua fase de
parte do processo de licenciamento
implantação.
ambiental na opinião deste autor.
A respeito deste tema, temos
Todas as normas ora identificadas
O principal problema que deve ser
Em face destas considerações, é
Referências
É de conhecimento deste autor
[1] MILARÉ, Édis. Direito do Ambiente:
e urgentes para a sociedade, entretanto, é
que, nos termos da Resolução Conama
doutrina, jurisprudência, glossário. São
notadamente questionável se o processo
1/1986, especificamente em seu artigo
Paulo: Editora Revista dos Tribunais, 2014.
de licenciamento ambiental, sob o ponto
6º, as avaliações de impacto ambiental
[2] MACHADO, Paulo Affonso Leme. Direito
de vista jurídico e da forma como hoje
em sede de EIA/Rima devem contemplar
ambiental brasileiro. São Paulo: Malheiros,
é regulamentado, é o instrumento mais
impactos no meio físico, biológico e
2016.
adequado apropriado para endereçar e
também socioeconômico para seu devido
[3] TRENNEPOHL, Curt e TRENNEPOHL,
discutir tais assuntos. Isto porque, mesmo
endereçamento. Por outro lado, na opinião
Terence Dorneles. Licenciamento ambiental.
sabendo que estamos tratando de assuntos
deste autor, isto não significa que medidas
Niterói: Impetus, 2013.
de máxima relevância e de necessidade de
de cunho social que não tenham relação com
[4] MUKAI, Toshio. Direito ambiental
soluções imediatas, a rigor, o licenciamento
a temática ambiental devem contemplar
sistematizado. Rio de Janeiro: Forense,
ambiental foi inicialmente estabelecido para
as condicionantes de licenciamento (por
2012.
tão somente controlar aspectos de cunho
exemplo, a execução de combate ao uso de
[5] WERNECK, Mário (et al). Direito
estritamente ambiental.
drogas).
ambiental: visto por nós advogados. Belo
Horizonte: Del Rey, 2005.
É nítido que tais medidas são essenciais
Na mesma pauta, os órgãos de controle
Ou seja, isto não significa que uma
ambiental foram inicialmente constituídos
reforma legal não possa ocorrer e que, de
[6] Portal Eletrônico RC Ambiental,
com servidores exclusivamente focados na
alguma maneira, tais aspectos passem no
disponível em: <www.rcambiental.com.br>.
proteção ao meio ambiente e a legislação,
futuro a ser efetivamente considerados
Acesso em 31 de maio de 2016.
em nosso ver, restringe que tão somente
nos processos de licenciamento, discussão
tais impactos sejam verificados, sem maior
a qual a sociedade, por meio do Poder
*Rafael Fernando Feldmann é advogado
abrangência ao que não for estritamente
Legislativo ou por proposições técnicas
sênior ambiental do escritório Mattos
ambiental.
perante os órgãos reguladores, deve obrigatoriamente participar. Afinal, é
Conclusões
de conhecimento público que diversos projetos de lei e proposições de reforma
Desde já, é importante dizer que tais
estão tramitando nos entes competentes
Filho Advogados, graduado pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP, 2007), pós-graduado em Direito Administrativo Regulatório (FGV-SP, 2010) e Mestre (LL.M) em Direito Internacional pelo Instituto de Empresa de Madrid (IE Law School, 2013).
medidas sociais são absolutamente urgentes
para aperfeiçoamento do licenciamento
Associado internacional do escritório espanhol
e indispensáveis para a sociedade. Por
ambiental e a regulamentação de aspectos
Pérez-Llorca nos anos de 2013 e 2014. Vice-
outro lado, a opinião do autor pauta que o
sociais pode ser nesta oportunidade
coordenador do Comitê Jurídico da Câmara de
licenciamento atualmente não é, da forma
contemplada. Não se exclui a possibilidade
Comércio Brasil-Espanha (CCBE), 2016.
71
Eólica
72
notícias
Eólica representará 20% da energia elétrica mundial até 2030 Até 2030, a fonte eólica poderá chegar a 2.110 GW e criar 2,4 milhões de empregos
A energia eólica poderá
em dezembro passado. O
chegar a 2.110 GW, sendo
cumprimento das metas de
responsável por até 20% da
Paris significa uma matriz livre
energia mundial até 2030 e
de combustíveis fósseis antes
criando 2,4 milhões de novos
de 2050 e a energia eólica
empregos. Além disso, deverá
vai desempenhar um papel
reduzir mais de 3,3 bilhões de
importante para que possamos
toneladas por ano de emissões
chegar lá", disse o secretário-
de CO2 e atrair investimentos
geral da GWEC, Steve Sawyer.
anuais da ordem de 200
bilhões de euros. Estes são
queda de preço nos anos
os números divulgados pelo
recentes para energia eólica,
Global Wind Energy Council
solar e outras renováveis, uma
(GWEC) no mês de outubro.
matriz sem energias fósseis
é não apenas tecnicamente
O documento, chamado
Considerando a relevante
Para GWEC, uma matriz sem energias fósseis é não apenas possível, como competitiva.
de “Global Wind Energy
possível, mas também
Outlook 2016”, analisou quatro
economicamente competitiva.
energia eólica é a opção mais
de energia de combustíveis
diferentes cenários explorando
Novos mercados estão se
competitiva para adicionar
fósseis e substitui-las
o futuro da indústria até 2020,
desenvolvendo rápido na
nova capacidade à matriz
por eólica, solar, hídrica,
2030 e 2050. "Agora que o
África, Ásia e América Latina,
elétrica em muitos mercados
geotérmica e biomassa.
Acordo de Paris está entrando
fornecendo energia limpa
em crescimento. No entanto,
Esta será a parte difícil e os
em vigor, os países precisam
para um desenvolvimento
”se desejamos cumprir os
governos deverão agir com
olhar com seriedade para os
sustentável.
acordos de Paris, isso vai
muita seriedade para cumprir o
compromissos que assumiram
significar acabar com plantas
que foi prometido”.
Na opinião de Sawyer, a
ABB lança solução para incentivar uso de renováveis Microgrids modulares para fácil transporte, instalação e rápido comissionamento
A ABB acaba de lançar
sistema de controle Microgrid
uma solução modular e
Plus, além de mais um
escalonável do tipo “plug and
serviço remoto armazenado
play” para microgrids para
na nuvem, oferece acesso à
atender à crescente demanda
energia em áreas distantes e
mundial por tecnologias
ainda garante fornecimento
flexíveis no mercado em
ininterrupto e econômico
desenvolvimento da geração
para comunidades e indústrias
distribuída. A solução
durante as quedas de
econômica e contentorizada é
energia, planejadas ou não,
relevante para países maduros
da rede elétrica principal.
mais rápida, fácil e segura.
ABB é compacta e tem quatro
e emergentes e ajudará a
O consumidor pode optar
variações pré-projetadas
maximizar o uso de fontes
necessários para a operação
por configurar a microgrid
na faixa de 50 kW a 4.600
renováveis ao mesmo tempo
da microgrid – o conversor
para integrar energias
kW para atender às várias
em que reduz a dependência
de potência da ABB e o
provenientes de geração
necessidades dos clientes.
de combustíveis fósseis
sistema de controle dedicado
solar, eólica, da rede elétrica
As funcionalidades padrão
consumidos pelas empresas
Microgrid Plus, bem como o
ou por gerador a diesel,
integradas incluem operação
geradoras de energia.
armazenamento por bateria
conforme as condições locais
conectada ou desconectada
– foram integrados a um
e da aplicação.
da rede com transições
contêiner para alocação
contínuas.
A tecnologia ABB, com
a bateria PowerStore e o
Todos os equipamentos
Microgrid modular da ABB é compacta e atende às faixas de potência de 50 kW a 4.600 kW.
A microgrid modular da
Solar
74
Artigo
Por Isaac Medeiros, Francisco Fontes, Cleiton Barbosa, Samara Valcacer, Robson Sanabio e Valter Dantas*
Uso de sistemas automatizados para otimizar a captação de energia em painéis solares mais latitude do local e se mover em direção ao sol.
Sendo a maioria das aplicações em
painéis fixos, na medida em que os raios solares mudam o ângulo de incidência, com o passar do dia, ou mesmo com a mudança das estações do ano, têm-se uma perda significativa na captação dos raios solares.
O principal objetivo da pesquisa é
conseguir que a célula fotovoltaica se mova em direção à fonte de maior energia luminosa, convertendo-a em energia elétrica. Além disso, o estudo analisa a viabilidade econômica do dispositivo, optando por um sistema de automação de baixo custo.
Fundamentação teórica Radiação solar
O aproveitamento mais utilizado para
a conversão da energia solar em elétrica é a partir das células fotovoltaicas. Isso por ser uma energia infinita, limpa e silenciosa. Uma problemática quanto a seu uso é a baixa eficiência na conversão da energia – no máximo, 30% dos raios solares são transformados em energia elétrica. em eletricidade é através de células
grande demanda por energia elétrica
fotovoltaicas. No entanto, uma célula
aproveitamento da radiação solar deve ser
e, consequentemente, de energias
estática possui limitações na captação de
ajustando a placa à posição do painel solar
renováveis, as quais vêm ganhando espaço
energia solar devido à sua imobilidade. Com
de acordo com a latitude local e o período
considerável, tendo em vista a iminente
isso em mente, se acreditava que se a célula
do ano em que se requer mais energia. No
escassez dos combustíveis fósseis e seus
se movesse em direção à fonte de energia
hemisfério sul, por exemplo, um sistema de
impactos ambientais.
luminosa, ela poderia gerar mais energia.
captação solar fixo deve ser orientado para
Assim, os painéis solares devem ser
o Norte, com ângulo de inclinação similar ao
montados em um ângulo de 10 a 15 graus
da latitude local.
No mundo em que vivemos, há uma
Uma das formas mais comuns
de conversão direta dessa energia
Uma forma de melhorar o
Artigo
Solar
75
do sistema aumenta com a maior incidência dos raios solares.
São considerados parâmetros para
o deslocamento: declividade terrestre, latitude, ângulo horário, dia do ano, etc. Na maioria dos aplicativos de sistema ativos de acompanhamento, os sensores da placa de sombreamento são suficientes para determinar a posição solares através sistema eletrônico. (Alcântara, 2008). Movimento em dois eixos para o suporte de painéis fotovoltaicos
O movimento em dois eixos rastreador
solar é um dispositivo utilizado para orientar um arranjo de painéis fotovoltaicos, concentradores de energia, de forma que Figura 1 – Mapa solarimétrico do Brasil, região Nordeste. Fonte: Cresesb.
estejam sempre voltados para o Sol, para que haja uma maior incidência de raios solares perpendiculares à sua superfície. Quando têm apenas um eixo, este pode ter orientação
Já na Região Nordeste que apresenta uma cor
polar, norte-sul ou leste oeste. Com dois eixos,
laranja (Figura 1) tem uma insolação média anual
um deles é vertical para ajustar o azimute da
alta, sendo assim, bastante viável à geração de
superfície e o outro é horizontal para ajustar a
energia solar. A radiação solar atinge a superfície
inclinação dos painéis (Paiva, 2009).
terrestre, devido à reflexão e absorção dos raios
solares pela atmosfera. Estima-se que a energia
movimentação azimutal (eixo vertical) e de
solar incidente sobre a superfície terrestre seja
inclinação (eixo horizontal), o que proporciona
da ordem de 10 mil vezes o consumo energético
um grande rendimento de conversão da
mundial (Cresesb, 1999).
componente direta da radiação solar. Um
aumento na concentração da irradiação pode
O Atlas Solarimétrico do Brasil (2000)
O rastreador em dois eixos tem
apresenta uma estimativa da radiação solar
ser conseguido com o auxílio de espelhos ou
incidente no país, resultante da interpolação
lentes. Os ângulos e a movimentação dos eixos
e extrapolação de dados obtidos em estações
deste sistema são mostrados na Figura 2.
solarimétricas distribuídas em vários pontos
do território nacional. Devido, porém, ao
A Equação (1) do ângulo de incidência direta
número relativamente reduzido de estações
é bastante simplificada devido ao movimento
experimentais e às variações climáticas locais
dos eixos horizontal e vertical, fazendo com
e regionais, o Atlas de Irradiação Solar no Brasil
que o ângulo de incidência direta seja igual a
faz estimativas da radiação solar a partir de
zero. O movimento em torno eixo vertical faz
imagens de satélites. Como pode ser visto, os
a correção do azimute, com isso, o azimute do
maiores índices de radiação são observados na
coletor solar ficará igual ao azimute do sol.
região Nordeste, com destaque para o Vale do
São Francisco (Cresesb, 1999).
exprime-se, em geral, pelo fluxo de energia, a
Os ângulos deste modelo são os mesmos.
A intensidade da radiação solar
energia por unidade de tempo (IN) incidente Movimento de rastreamento solar
sobre uma superfície plana perpendicular aos
raios solares. As unidades no sistema SI são W/
O dispositivo utilizado para orientação
do painel, concentra a energia de forma que o
m². Se a incidência não for normal, define-se
painel esteja sempre voltado para o raio solar,
o ângulo de incidência i como sendo o ângulo
para que haja uma maior incidência de raios
entre os raios solares, e a normal à superfície
perpendiculares à sua superfície. A eficiência
(Falcão, Cornwall, 2014).
Solar
76
Artigo São dois servomotores, um para cada eixo cardeal. O movimento do painel em torno do eixo vertical é proporcional à diferença entre a irradiância útil recebida pelos quatro sensores da placa de sombreamento norte/sul e leste/ oeste. As saídas são as variáveis utilizadas pelo microcontrolador para a realização do controle dos movimentos em torno dos eixos vertical (azimute) e horizontal (elevação). Figura 2 – Incidência da radiação solar, Cornwall (2014).
com α s > 0, α w < 0 (1)
A Figura 4 ilustra o sistema eletromecânico
utilizado que proporciona o encontro do sol perpendicular e igualitariamente a superfície de cada um dos sensores. Os materiais
No caso de incidência não normal (/ ≠ 0),
radiação solar varia constantemente na maior
utilizados são: (A) uma chapa de alumínio
o fluxo de energia recebido pela superfície por
parte das áreas potenciais ao aproveitamento
quadrada medindo 150,5 mm de cada lado
unidade de área é Ic = INcos/.
da energia solar. A análise da radiação
e espessura de 2 mm, uma caixa de luz 4x4
anual ajuda a equacionar a conveniência
e uma chapa de alumínio quadrada com
relacionado com o ângulo de altitude solar
das áreas existentes, tendo em conta o seu
dimensões de 14,4 mm de cada lado, para
α, com o ângulo de azimute solar α s, e com
aproveitamento solar.
o suporte do painel; (B) um perfil tubular do
os dois ângulos que definem a orientação do
tipo quadrado de alumínio com dimensão
painel: o ângulo β de inclinação do painel (em
resultado diferentes níveis de irradiação. Em
de 260 mm e/ou 1.1/32 polegada e 2 mm
relação ao plano horizontal) e o ângulo de
um ângulo de 35º de inclinação, no Brasil,
espessura em (C) um servomotor que pesa 9g
azimute do painel α w com Eq. (2) (formado
o painel deve estar voltado para o norte
foi colocado dentro do tubo para proporcionar
pela direção Sul-Norte com plano horizontal da
geográfico com uma inclinação de 25º a 30º.
o movimento em direção ao sol; e (D) um
normal Eq. (3) ao painel; à convenção se sinal
Neste caso, o nível de irradiação é 15%, maior
perfil tubular do tipo redondo de alumínio
para α w é a mesma que para α s). Essa
do que em uma área horizontal (ângulo de
com dimensão de 3 mm e/ou 1/8 polegada
relação é:
inclinação: β = 0) (Falcão, Cornwall, 2014).
foi utilizado para montar o suporte vertical
O ângulo de incidência / pode ser
A orientação da instalação solar tem por
garantindo, assim, a estabilidade do sistema. cos / = cos α cos (αs - αw) sin β + sin α cos β
Metodologia
Geralmente, o dispositivo interfere
no funcionamento do controle para que o
(2) O projeto foi dividido em duas partes:
componente se movimente junto e, assim, o
a primeira foi o desenvolvimento da parte
ângulo de incidência dos raios solares sobre
eletrônica e a segunda do algoritmo. A Figura 3
a superfície do painel seja o mesmo sobre a
apresenta um resumo do projeto.
superfície do sensor.
No caso de incidência normal: α s = α w, α = 90 º e | = 0. Se o painel for horizontal, fica β=0 e / = 90 º
(3)
A proposta de implementação com a
montagem e também de prática aplicação
Microcontrolador
para futuros projetos, foram pesquisados
O microcontrolador Arduino parte do
produtos de fácil acesso no mercado. Para esta
conceito de hardware e software livre e está
área que se estende perpendicularmente em
fase inicial, foram utilizados quatro sensores
aberto para uso e contribuição de toda a
relação aos raios solares, do que em uma área
(5mm) LDR, quatro resistores de 460 Ω(Ohm),
sociedade. A versão do hardware utilizado no
horizontal das mesmas dimensões. Uma vez
+/- 5%, são cabos com ponteiras específicas
projeto é o Arduino R3 - ATmega328. Este
que o azimute e a altura solar mudam ao longo
para o uso de microcontrolador (Arduino UNO)
conta com 14 Pinos E/S digitais que podem
do dia e do ano, o ângulo de incidência da
e dois servomotores 9G (modelo ser-gls09).
ser usados como saídas PWM (Pulse-Width
A radiação solar é sempre maior em uma
Figura 3 – Diagrama representativo do sistema embarcado.
Solar
78
Artigo Programação em C
A programação do microcontrolador
foi feita com a utilização da linguagem de programação da plataforma de desenvolvimento do Arduino. Trata-se de uma linguagem base em C\C++. O diagrama de fluxo mostrado nos códigos 1, 2 e 3. Ao iniciar a execução do código, é feita uma leitura nas portas analógicas 0 e 1, onde está conectado o sensor que identifica a posição do sol. Nesta leitura, são obtidos os valores que podem variar entre 0 e 1023, de acordo com a tensão sobre os LDRs.
O fluxograma 1 é a biblioteca que
nos permite controlar tão facilmente os servos <Servo.h> smotor_I, que possui Figura 4 – Visão geral da implementação de um painel fotovoltaico.
Modulation); seis pinos com entrada analógica
peso do painel fotovoltaico com a vantagem
e memória flash 32 kb utilizada no projeto.
de ser barato e reciclável. As dimensões finais
são: comprimento de 250 mm em cada lado e
O Arduino também é responsável
pelo controle do servomotor nas direções
vários parâmetros de controle para servomotores.
altura de 160 mm.
horizontais e verticais, que é uma máquina de sistema eletromecânico para controle de rastreamento que executa um movimento de acordo com o comando específico, verificando sua atual posição pelo sol e chegando até o local desejado, diferentemente dos servomotores de rotação contínua. Fluxograma 1 – Linguagem em C controlar de servomotor.
Figura 6 – Versão do dispositivo.
A Figura 7 apresenta as especificações
do servomotor vertical e horizontal para proporcionar a redução da velocidade: 0,12 Figura 5 – Placa de microcontrolador – Arduino.
seg/60 graus, a fim de fornecer um torque suficiente para a aplicação. É similar ao
Estrutura do dispositivo
motor vertical e sua rotação de torque de
4,8 V.
A Figura 6 ilustra o dispositivo de bancada
O código fonte permite o controle do
movimento de inclinação do dispositivo com limite de considerável de 90º, verificou se esquerda, se mover para a direta, apesar de apresentar certa instabilidade em alguns momentos, podendo ser modificado para alcançar o resultado desejado.
desenvolvido, os principais componentes utilizados (LDRs, Arduino e servomotores) e para proporcionar sustentação ao sistema utilizou-se uma caixa de luz com 40 mm em cada lado, material escolhido por conta da sua grande facilidade de manipulação, não necessitando de soldas ou equipamentos especiais. Para este tamanho, o dispositivo apresentou-se muito estável, suportando o
Figura 7 – Micro Servo Motor 9G.
Fluxograma 2 – Linguagem em C controlar de servomotor Norte/Sul.
Solar
Artigo lógica nebulosa. As principais condicionantes do projeto foram de baixo custo (houve redução de, em média, 30% do valor quando comparado a um modelo similar vendido no mercado) e ainda pequeno consumo de energia. Fluxograma 3 – Linguagem em C controlar de servomotor Leste/Oeste.
Referências • ENERGIA SOLAR. CRESESB e Atlas Solarimétrico
O código fonte seria um algoritmo que, ao
do Brasil. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/
identificar um baixo nível de sensor da placa de
aplicacoes/atlas/pdf/03-Energia_Solar%283%29.
sombreamento indicando o anoitecer, retomasse
pdf> Acesso em: 29 de Jun de 2014.
a posição máxima de inclinação, voltando
• PAIVA, Edinei Canuto. Desenvolvimento de um
normalmente o painel à direção do sol para o dia
Rastreador Solar Microcontrolado para um Coletor
inteiro. O código fonte poderia também conter
Solar Concentrador. 24 à 49 pág. Tese apresentada
instruções de automaticamente parada, move
à Universidade Federal de Viçosa. 2009. Disponível
durante a noite, quando amanhecer, voltando a
em: <http://www.tede.ufv.br/tedesimplificado/tde_
funcionar ao visto que o código atual continua
arquivos/12/TDE-2013-04-11T131956Z-4418/
analisando o ambiente mesmo em completa
Publico/texto%20completo.pdf>. Acesso em 29 de
ausência de luz.
Jun de 2014. • FALCÃO, F. O.; CORNWALL, C. Instalação Sistemas
Conclusões
Solares Fotovoltaicos. Eletrônica. Disponível em: http://www.electronica-pt.com/content/
A presente pesquisa, que utilizou um
view/273/>. Acesso em: 29 de Jun de 2014.
microcontrolador e materiais de baixo custo
• PROENÇA, Emanuel Dâmaso Rodrigues Brinquete.
para conservar o caráter simples e versátil do
A Energia Solar Fotovoltaica em Portugal Estado-
equipamento, conclui que o produto é inovador
da-Arte e Perspectivas de Desenvolvimento.
quanto aos materiais usados para gerar o
Disponível em: <https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/
sensoriamento solar.
downloadFile/395137487931/Tese%20-%20
Ainda é preciso melhorar os parâmetros
A%20Energia%20Solar%20Fotovoltaica%20
adotados e, continuamente, a busca por um
em%20Portugal.pdf> Acesso em: 30 de Jun de
deslocamento mais próximo ao do sol possível,
2014.
através de algoritmos de rastreáveis do tipo
• Projeto Heliotropismo Mecânico. Engenharia de
Computação, da Pontifícia Universidade Católica do Paraná. Disponível em: <http://engcomp. penbible.com/sites/default/files/users/user335/ Documentacao_Projeto_HM.pdf>. Acesso em: 05 de Jul de 2014. • ALCÂNTARA, S. M. F. Análise do Desempenho de um Painel Fotovoltaico de Baixa Tensão Acoplado a um Conversor DC-DC: Topologia Booster. Disponível em: <http://www.abcm.org.br/pt/wpcontent/anais/ conem/2010/PDF/CON10-1655.pdf>. Acesso em: 08 de Jul de 2014. *Isaac Péricles Maia de Medeiros é graduado em Sistemas de Informação e possui mestrado em Engenharia Mecânica pelo PPgEM-UFRN (2016). Francisco de Assis Oliveira Fontes é engenheiro mecânico, com mestrado em Engenharia Mecânica e doutorado em Engenharia Química. É professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Carlos Magno de Lima possui graduação e mestrado em Engenharia Mecânica e doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação pela UFRN. É professor adjunto do Departamento de Engenharia Mecânica da UFRN. Cleiton Rubens Barbosa Formiga é engenheiro mecânico, com especialização em Segurança do Trabalho, mestrado e doutorado em Engenharia Mecânica. É professor titular do Departamento de Engenharia Mecânica da UFRN. Samara Melo Valcacer é graduada em Tecnologia em Materiais/Fabricação Mecânica e mestra em Ciências e Engenharia de Materiais. É professora EBTT do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso do Sul - Campus Corumbá.
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Solar
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notícias
Energias renováveis são a opção mais barata hoje Estudo realizado pela Carbon Tracker revela que energias renováveis já são a opção mais barata em diversos mercados em detrimento dos custos da geração de energia a cavão de investimento tenham
mais baratas para a energia
Contribuições Determinadas a
energia renováveis já são,
em conta as tendências de
solar e eólica melhora a
nível Nacional (NDCs) pós-2020
na média mundial, inferiores
descarbonização.
posição competitiva relativa das
vai levar as energias renováveis,
aos dos combustíveis fósseis
energias renováveis.
em média, a um custo ainda
e as usinas de energia limpa
que taxas de ocupação
mais competitivo, mesmo se os
se tornarão ainda mais
reduzidas e vidas úteis mais
as energias renováveis já são a
preços dos combustíveis fósseis
competitivas em 2020. Estas
curtas para as usinas de
opção mais barata em diversos
caírem e os preços do carbono
são as principais conclusões de
carvão e gás em um mundo
mercados. Esta tendência é
permanecerem modestos em
um novo estudo publicado pela
que é descarbonizado de
susceptível de se espalhar à
torno de US $ 10 / tCO2 ou
Carbon Tracker Initiative, de
forma constante prejudicam
medida que o crescimento das
abaixo disso.
Londres.
significativamente a economia
energias renováveis prejudica
Os custos de geração de
Essa comparação mostra
"Esta análise explica porque
O gráfico a seguir mostra
das usinas. Atualmente, poucas
a economia de combustíveis
a transição dos custos globais
ocupação do carvão e do gás?”
modelagens levam em conta
fósseis ", disse Paul Dowling
médios relativos a partir de
compara os custos de geração
esse tipo de dinâmica para o
co-autor do relatório.
números de referência de 2016
de energia a carvão de quatro
cálculo futuro. Enquanto isso,
até indicadores operacionais
usinas recém construídas:
a combinação do menor custo
que o rumo da economia
atualizados para um mundo de
carvão, gás, eólica e de energia
do capital com as tecnologias
forjado pela aplicação das
baixo carbono pós-2020.
O relatório “Fim da
solar. O documento aplica uma análise de sensibilidade a um custo nivelado de eletricidade (LCOE, na sigla em inglês) em três cenários: um cenário de referência de 2016, um cenário atualizado de 2016 e um cenário para 2020 com base no caminho para mantermos a temperatura abaixo dos 2˚C, em que as decisões
O estudo constata também
Custos globais médios da energia (por fonte)
Solar
notícias
Energia solar em plataformas flutuantes Sistema, que ainda está em teste, aproveita lagos de usinas hidrelétricas e garante a geração mesmo em períodos de seca
Construído para instalação
a geração é consumida em
em lagos de usinas hidrelétricas,
seguida, diferentemente do
o sistema flutuante, construído
que ocorre com os demais
pela empresa Quantum
projetos fotovoltaicos. O
Engenharia, contribui para
diretor-presidente da Quantum
manter a produção de energia
Engenharia, Gilberto Vieira
mesmo nos períodos de seca.
Filho, conta que a tecnologia
Ideal para as Pequenas Centrais
pode contribuir para manter o
Hidrelétricas (PCHs), este tipo
fornecimento durante todo o
de projeto tem a facilidade de
ano. “O interessante desse tipo
utilizar áreas que já contam com
de projeto é que a produção de
licenciamento ambiental.
energia não fica mais atrelada
exclusivamente ao potencial
Desde o ano passado,
a empresa conta com uma
hidráulico. Mesmo quando os
plataforma flutuante em um
níveis de água estão menores
lago na Universidade Positivo,
é possível usar a luz solar e
em Curitiba, no Paraná. O
continuar operando”, explica.
sistema piloto é off-grid,
modo que os sistemas instalados
que evita transtornos com água,
ou seja, não está ligado
flutuante já ocorre em países,
em prédios, residências e usinas
e o cabeamento subaquático
diretamente à rede de energia
como Japão e Inglaterra, e
terrestres. “A grande diferença
que leva a produção para as
elétrica, sendo assim, toda
opera, basicamente, do mesmo
é o equipamento para flutuação,
edificações”, detalha.
A produção de energia solar
Plataforma flutuante off-grid instalado em um lago na Universidade Positivo, em Curitiba (PR).
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