Glauco Diniz Duarte Diretor – como montar usina fotovoltaica
Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, utiliza-se o termo Fazenda Solar para descrever um projeto de usina solar que foi instalado no campo ou área rural, o qual geralmente possui tamanho e potência de geração menores dos que as de grandes usinas solares instaladas em áreas desertas.
Com a abundância de sol em nosso planeta e seu enorme potencial para geração elétrica, “cultivar” a produção de energia solar se tornou tão vantajoso que se criou uma nova modalidade no mundo: a fazenda solar.
Claro, com a alta aplicabilidade da tecnologia fotovoltaica e oferta da luz do sol em todo lugar, qualquer pessoa ou empresa pode gerar a sua energia e utilizá-la para n fins possíveis, seja economizar na conta de luz, seja revendê-la.
No Brasil, enquanto o número de pessoas gerando energia em suas casas para desconto na conta de luz sobe ano a ano, projetos de usinas solares também começam a ganhar ritmo e se espalham pelo país, principalmente no Nordeste.
Esse último também é o caso com a fazenda solar, que devido as últimas regulamentações do segmento de geração distribuída, criou um novo modelo de comercialização de energia elétrica gerada por placas solares.
Algumas fazendas solares ainda se tornaram manchetes devido ao uso de tecnologias de ponta e por deixarem 100% limpo o sistema elétrico de comunidades inteiras, tornando-se exemplo de sustentabilidade.
O que é Fazenda solar?
Diferente de um sistema fotovoltaico instalado em uma casa ou comércio, por exemplo, que utilizam algumas poucas placas solares para gerar a energia lá consumida, na fazenda solar instalam-se milhares dessas placas para gerar energia a terceiros.
O termo “Fazenda Solar” vêm da sua expressão original no inglês “solar farms”, originado na Alemanha durante os anos 90, quando alguns fazendeiros começaram a “cultivar” energia solar em suas terras para revender as distribuidoras.
Incentivados pelas leis do governo alemão, que promovia a disseminação da tecnologia, esses fazendeiros solares, como ficaram conhecidos, aproveitam suas terras para geração de renda através da geração fotovoltaica.
Tecnicamente, fazenda solar pode ser definida como uma usina solar instalada em terras agrárias, com longas fileiras de módulos solares fotovoltaicos gerando energia a partir da luz do sol.
Como Funciona Fazenda Solar
Os princípios do funcionamento de uma fazenda solar são bem semelhantes àqueles de um sistema de energia solar residencial ou comercial, que são os micro e minigeradores solares.
Ou seja, as placas solares (conhecidas como módulos fotovoltaicos) captam a luz do sol e a convertem em energia elétrica por meio do chamado efeito fotovoltaico.
Esse efeito ocorre quando as partículas de luz (os fótons) incidem sobre as células fotovoltaicas e, pela movimentação que causam nos elétrons presentes em seu material semicondutor, criam uma pequena corrente elétrica contínua.
Com cada placa contendo 60 ou 72 dessas células, dependendo do modelo, multiplicado pelas milhares de placas que costumam ser instaladas nesses projetos, é possível imaginar a grande quantidade de energia gerada nas horas em que o sol está brilhando.
Essa energia, então, passa pelos inversores fotovoltaicos para ser convertida em corrente alternada, que é o padrão da energia que consumimos em nossas redes e aparelhos elétricos.
A partir dessa parte é que o funcionamento de uma fazenda solar começa a diferenciar de um sistema de micro ou minigeração própria.
Diferenças entre uma Fazenda Solar e Um Sistema Fotovoltaico Residencial
Em um sistema residencial ou comercial conectado à rede elétrica, a energia que sai do inversor irá primeiramente alimentar qualquer consumo local que tenha no imóvel e, caso haja excedente, ela é injetada na rede da distribuidora.
Nas fazendas solares toda a energia gerada será direcionada a rede elétrica e, primeiro, deve passar por transformadores que aumentam sua voltagem para ser enviadas pelas redes de transmissão.
A tecnologia dos módulos usados em um sistema residencial e uma fazenda solar costuma ser a mesma, no entanto, muitas fazendas usam aparelhos chamados “trackers” em seus painéis.
São dispositivos eletrônicos de suporte aos módulos que monitoram o “movimento do sol” e direcionam a face do painel sempre em sua direção, favorecendo a captação de luz e, consequentemente, a geração elétrica como um todo.
Sistemas de grande porte também precisam de automatização em sua manutenção, e muitas fazendas usam robôs limpadores em suas placas e até mesmo drones para monitorar falhas no sistema.
Como Montar Uma Fazenda de Energia Solar
Antes de vermos como é possível construir uma fazenda solar e revender a sua energia elétrica, precisamos conhecer dois conceitos importantes do setor elétrico brasileiro: geração distribuída e mercados de energia elétrica.
O segmento de geração distribuída é aquele onde milhares de consumidores brasileiros, hoje, já geram a própria energia que consomem.
Já os mercados de energia englobam os dois tipos de consumidores brasileiros que adquirirem sua energia de diferentes fornecedores e sob regras diferentes.
Geração Distribuída: Como Produzir Energia Em Uma Fazenda Solar
Desde 2012, quando entraram em vigor as regras do segmento de geração distribuída (GD) no Brasil, qualquer tipo de consumidor de energia elétrica passou a ter a possibilidade de se tornar um autoprodutor de sua energia.
Essa regulamentação se deu através da Resolução Normativa nº 482 da ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), emitida em 17 de abril de 2012 e que regulamentou o acesso de microgeração e minigeração distribuída aos sistemas nacionais de distribuição de energia elétrica.
A partir de então, todo consumidor ativamente cadastrado no Ministério da Fazenda por um CPF ou um CNPJ, seja ele residencial, comercial, industrial ou Agro, tem a concessão para conectar um sistema gerador de energia elétrica próprio à rede da distribuidora pela qual é atendido.
Incentivando o uso de fontes renováveis de energia, esses geradores devem se utilizar das fontes autorizadas; hidráulica, solar, eólica, biomassa ou cogeração qualificada.
A RN 482 trouxe o sistema de compensação de energia elétrica e os créditos energéticos, gerados pela energia injetada na rede da distribuidora e que permitem a esses consumidores economizarem até 95% na sua conta de luz.
Os limites para micro e minigeração, definidos na 482, foram posteriormente atualizados pela Resolução Normativa nº 687, de 2015, e estão atualmente estabelecidos como:
Microgeração Distribuída
Sistema gerador de energia elétrica, com potência instalada inferior ou igual a 75 quilowatts (kW) e que utilize das fontes citadas anteriormente.
Minigeração Distribuída
Sistema gerador de energia elétrica, com potência instalada superior a 75 kW e menor ou igual a 3 megawatts (MW) para a fonte hídrica, ou, menor ou igual a 5 MW para as fontes solar, eólica, biomassa e cogeração qualificada.
Como vimos anteriormente, fazendas solares são grandes empreendimentos e, por isso, costumam se encaixar na minigeração ou, então, quando acima de 5 MW, entram para o segmento de gera
Venda de Energia Elétrica no Brasil
A Aneel é o órgão responsável por gerenciar toda a geração e oferta energia elétrica no Brasil, o que o faz através dos leilões de venda e compra de energia e a definição dos mercados de energia elétrica.
Esses leilões, normalmente realizados uma ou duas vezes por ano, reúnem as empresas que constroem ou administram as usinas e querem vender a sua energia, e as empresas que compram essa energia para revendê-la dentro do Sistema Interligado Nacional (SIN).
Nesse caso, como o objetivo é vender energia ao menor preço possível, os projetos solares que competem nesses leilões são as grandes usinas solares instaladas em áreas inférteis, porém com grande insolação, como no Nordeste.
É nessa região do Brasil, inclusive, que esses projetos vêm pipocando, os quais tem sido os grandes vencedores nos últimos leilões devido ao preço cada vez mais competitivo de sua energia.
A energia gerada nesses projetos será comercializada para os consumidores cativos dentro do Ambiente de Contratação Regulada (ACR).
Já uma fazenda solar comercializada sua energia para consumidores do mercado livre dentro do Ambiente de Contratação Livre (ACL).
Mercados de Energia Elétrica no Brasil
Os consumidores do mercado livre são aqueles que podem contratar energia diretamente das fontes geradoras, como hidrelétricas e termelétricas, ou das comercializadoras, como concessionárias e permissionárias.
Assim, esses consumidores podem pagar duas ou mais contas de energia, sendo uma pela distribuição (devida à distribuidora local) e as outras pelo valor da energia que comprou dos fornecedores.
No mercado livre são encontrados alguns consumidores do grupo A (Alta tensão), que possuem demanda contratada superior a 500 kW (quilowatts).
Os consumidores do mercado regulado, ou consumidores cativos, são aqueles que compram a energia exclusivamente das concessionárias e distribuidoras às quais estão conectados.
Nessa modalidade, existe apenas um faturamento mensal (a popular conta de luz) sendo cobrado o valor atribuído à distribuição e ao consumo de energia elétrica devido à distribuidora.
Aqui são encontrados todos os consumidores do grupo B (baixa tensão, ou seja, casas, comércios e diversos outros consumidores urbanos) e a maioria dos consumidores do grupo A (alta tensão, como indústrias).
Mas afinal, como é possível vender a energia de uma Fazenda Solar?
Se você possui uma grande extensão de terra no campo ou área rural e deseja construir uma fazenda solar para revender a sua energia, então um dos caminhos é se tornar um agente autoprodutor do mercado livre.
Após se associar a CCEE (Câmera de Comercialização de Energia Elétrica), você se tornará apto à oferecer a sua energia aos consumidores do mercado livre, que possuem demanda contratada entre 500 kW e 3 MW.
Para isso, a sua fazenda solar deverá ter uma potência inferior ou igual a 30 MW, no entanto, como você irá competir com outros fornecedores, seu projeto precisará gerar muita energia, e barata.
A outra opção, que vem sendo usada por empresas de Minas Gerais, é construir fazendas solares e alugar lotes de placas para consumidores comerciais que são atendidos pela mesma rede da distribuidora local.
Isso é possível através de uma das três modalidades de geração trazidas pela RN 687 de 2015, mais precisamente a geração compartilhada, que permite a formação de consórcios e cooperativas entre diferentes consumidores.
Fazendas Solares da Tesla
Combinando painéis solares com baterias de armazenamento, a Tesla, empresa de energia solar e veículos elétricos, está transformando a matriz energética de ilhas isoladas.
Antiga Tesla Motors, a empresa do visionário Elon Musk já havia concluído no ano passado a instalação de um projeto solar para abastecer a ilha de Ta’u, na Samoa Americana.
Agora, foi a vez da paradisíaca Kauai, quarta maior das ilhas do Havaí, ganhar o seu projeto solar.
A ilha é conhecida por suas densas florestas e grandes quedas d’água, já tendo sido local de filmagem de grandes filmes de Hollywood, e ainda conta com um alto índice de radiação solar.
Porém, apesar dessa abundância da fonte solar, os mais de 58 mil habitantes de Kauai sempre dependeram dos geradores à diesel para suprir a sua demanda energética, forma onerosa e poluente de geração elétrica.
Esses dias estão contados, pois a empresa americana, criadora das telhas solares, está para finalizar um projeto que irá transicionar a matriz energética da ilha, fazendo da bela Kauai um modelo de sustentabilidade.
A fazenda solar de Kauai
O megaprojeto, anunciado pela Tesla em março de 2017, conta com exatos 54.978 painéis solares espalhados por uma área de 45 acres e que, juntos, irão produzir 13 MW (megawatts) de energia.
Isso faz dessa a maior fazenda solar construída pela empresa desde a aquisição da Solar City, no final do ano passado.
Para conseguir abastecer a ilha durante a noite, quando o sistema fotovoltaico não está gerando energia, 272 baterias de grande porte (a Powerpack 2 da Tesla) foram instaladas para armazenar o excesso de energia gerada durante o dia, cada uma contando com 52 MWh (Megawatt-hora) de capacidade.
O projeto, que será ligado em fases, foi comissionado pela concessionária local, a Kauai Island Utility Cooperative (KIUC), a qual firmou contrato de 20 anos com a Tesla para a compra da energia gerada pela fazenda solar, a 13,9 centavos de dólares por quilowatt-hora (kWh).
Dessa forma, os moradores de Kauai terão agora a sua disposição uma energia mais limpa e barata. Ainda, segundo os cálculos da Tesla, o projeto irá evitar o consumo anual de 1,6 milhão de galões de combustíveis fósseis na ilha.
Caminhos sustentáveis
O projeto faz parte dos planos do estado americano do Havaí, focado na questão ambiental e que assumiu para si a meta de gerar toda a sua energia através de fontes renováveis até 2045. Já a ilha de Kauai tem a sua própria meta: 70% de geração limpa até 2030.
Já para a gigante Tesla, que agora conta com a sua Gigafactory para a produção das baterias, a fazenda solar representa mais um passo rumo a um futuro limpo e renovável através do uso da energia solar.
