Painéis Solares Fotovoltaicos
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Energia fotovoltaica e eólica se complementam para atender a variação diária na carga do Sistema Interligado Nacional

A maioria das fontes de geração de energia elétrica do país não apresentam variação substancial na potência ao longo do dia, exceto as gerações fotovoltaica e eólica. Nestas duas há diferença substancial entre o máximo e mínimo de geração durante o dia e entre os dias, em função da energia disponível pelo sol e vento, respectivamente.

Para a energia solar fotovoltaica essa variação é óbvia, pois há incidência de radiação solar apenas durante o fotoperíodo, aumentando entre o nascer do sol e o meio dia astronômico do local onde está instalado o equipamento, e redução até o pôr do sol.

Essa curva de geração pode sofrer alterações em função da latitude, do uso ou não de seguidor solar e da inclinação e alinhamento do telhado em relação à linha leste-oeste. Considerando-se os dados médios do mês de janeiro de 2020 (Figura 1), a geração fotovoltaica no Brasil inicia ao redor da 5h no horário de Brasília, atinge seu pico às 12h e se encerra às 18h, formando uma curva assintótica.

A geração de energia eólica, por sua vez, depende da velocidade do vento, uma vez que os equipamentos dispõem de dispositivos para se posicionar perpendicularmente à direção deste, visando o melhor aproveitamento de sua energia. Conforme dados médios do mês de janeiro de 2020 (Figura 1), a menor geração eólica no Brasil ocorre ao redor das 10h da manhã, aumentando até ao redor das 21h e reduzindo novamente até as 10h do dia subsequente.

Produção média horária de energia fotovoltaica e eólica no mês de janeiro de 2020
Figura 1. Produção média horária de energia fotovoltaica e eólica no mês de janeiro de 2020 (Fonte: Organização Nacional do Sistema, ONS)

Assim, se considerarmos cada fonte individualmente, a variação no potencial de geração ao longo do dia não atende à variação de demanda de carga do Sistema Interligado Nacional (SIN). Contudo, se considerarmos a soma da energia gerada por essas duas fontes, na proporção da geração no mês de janeiro de 2020, há uma similaridade muito grande entre a variação na geração e na carga do SIN nos dias úteis desse mesmo mês (Figura 2), quando a demanda é maior.

Observam-se apenas pequenos desvios em relação à curva de carga, com maior produção do que a demanda no início da manhã e menor do que a demanda no final da tarde. O déficit no final da tarde poderia ser atendido com a instalação de fazendas fotovoltaicas mais a Oeste do território nacional ou utilizando-se os telhados voltados para essa direção nas instalações residenciais, o que resultaria em atraso da curva de geração em relação à atual.

Isso pode ser exemplificado numa unidade de geração distribuída localizada em Florianópolis/SC com telhado voltado para Oeste, onde o pico de produção ocorre ao redor das 14h (Figura 3), apontando para um atraso de 2h em relação ao meio-dia local. Adicionalmente, nesse local e exposição solar o período de maior geração ocorre entre 13 e 15h, coincidindo com o período de maior demanda no SIN.

Soma da produção média horária de energia fotovoltaica e eólica
Figura 2. Soma da produção média horária de energia fotovoltaica e eólica no mês de janeiro de 2020 e carga média e máxima horária do Sistema Interligado Nacional nos dias úteis do mesmo mês (Fonte: Organização Nacional do Sistema, ONS)
Curva de geração de energia fotovoltaica em um dia de insolação plena
Figura 3. Curva de geração de energia fotovoltaica em um dia de insolação plena (09/03/2020) em uma unidade de geração distribuída com exposição oeste, situada em Florianópolis/SC, nas coordenadas geográficas 27º35’51”S e 48º30’43”O (Fonte: o autor).

Os resultados apresentados demonstram que, somadas, as gerações fotovoltaica e eólica atendem à variação na demanda de energia no Sistema Interligado Nacional ao longo do dia.

Assim, desde que ajustada a proporção de geração por cada uma delas, estas fontes complementariam com segurança a geração pelas fontes que não apresentam variação significativa ao longo do dia, em função de sua ampla distribuição no território nacional, contemplando as variações locais e regionais de disponibilidade de radiação solar e de vento, que são as fontes de energia para esses sistemas.

Milton da Veiga (milton.veiga.br@gmail.com)

Florianópolis, SC

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1 COMENTÁRIO

  1. Tenho estudado esse assunto, quero criar um sistema de energia, na minha mente é incrível o que se passa, pode ser brilhante o resultado, inovador e revolucionário, mas sei que pra atingir o resultado, precisarei de estudos específicos e aprofundados, talvez isso eu só encontre em uma faculdade.
    Pena não ter condições!

    Mas gostaria de pedir ajuda ao site, se caso vocês souberem de algum site com pesquisas relacionadas onde eu possa obter informações, eu ficaria muito grato.
    Obrigado! 🙂

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