Estimando o Potencial Fotovoltaico Brasileiro

Estimando o Potencial Fotovoltaico Brasileiro

Estimar o potencial fotovoltaico requer conhecimento dos fatores necessários para a geração de eletricidade a partir da luz solar. O fator mais importante é a irradiação solar disponível, ou seja, a quantidade de energia incidente e acumulada em certa área e em dado intervalo de tempo. Outro fator importante é a área disponível para a instalação de módulos fotovoltaicos.

As reações de fusão termonuclear de átomos de Hidrogênio formam átomos de Hélio no interior do Sol e liberam 3,85 × 1026 Joules de energia por segundo ou 3,85 × 1014 TW (1 Terawatt [TW] = 1 × 1012 W) (SMIL, 2002). Deste fluxo imenso, uma fração infinitamente pequena é interceptada pela Terra que, em um ano inteiro, recebe cerca de 1,52 × 109 TWh de irradiação solar; quantidade superior a qualquer outro recurso natural terrestre disponível. Como o Sol continuará a irradiar energia por bilhões de anos, a energia solar é considerada inesgotável.

Ainda que a luz solar que incide na superfície terrestre seja, em média, a metade do fluxo de energia no topo da atmosfera e, a tecnologia fotovoltaica atual consiga converter aproximadamente 20% da luz solar em eletricidade, cerca de 1,52 × 108 TWh é o potencial teórico global para geração fotovoltaica. Em 2018, o consumo mundial anual de eletricidade foi de quase 25.000 TWh (IRENA, 2021), 6.000 vezes menor (ou 0,0165%) do que o potencial teórico. Portanto, 86 minutos de Sol são suficientes, teoricamente, para suprir todo o consumo anual de eletricidade da humanidade.

Entretanto, tecnicamente, o potencial de conversão fotovoltaica é bem menor. Áreas imensas de superfície marítima ou protegidas ambientalmente, por exemplo, não podem ser utilizadas para instalação de sistemas fotovoltaicos. Em geral, áreas para instalação dependem da presença de redes de transmissão e distribuição elétrica. Em 2004, o potencial técnico global para instalação de sistemas fotovoltaicos on-grid (conectados à rede elétrica) foi avaliado em cerca de 370.000 TWh (HOOGWIJK, 2004), quase 15 vezes maior do que o consumo mundial. Neste caso, são necessários aproximadamente três semanas e meia de Sol para suprir todo o consumo anual.

Contudo, o potencial técnico difere em cada país de acordo com a irradiação solar disponível (variável com a latitude), as condições meteorológicas locais e a área disponível para instalação. No Brasil, país com grande extensão territorial, as latitudes variam de + 5° 16’ (norte) na Nascente do Rio Ailã, no estado de Roraima, a – 33° 45’ (sul) no Arroio Chuí, no estado do Rio Grande do Sul (IBGE, 2021). Por isso, o rendimento energético anual de sistemas fotovoltaicos também varia bastante desde 1.100 a 1.800 kWh/kWp (PEREIRA et al., 2017). Os dados de rendimento constam na segunda edição do Atlas Brasileiro de Energia Solar e consideram tanto o desempenho de sistemas fotovoltaicos de grande porte para geração centralizada (GC) quanto o de sistemas de pequeno porte instalados para geração distribuída (GD).

A disponibilidade de área é um fator importante para se estimar o potencial técnico fotovoltaico. De acordo com KORFIATI et al. (2016) o potencial técnico brasileiro para sistemas fotovoltaicos de pequeno porte instalados em telhados (fundamentalmente micro GD) é de 214,27 TWh por ano. O resultado corresponde a 124,4% da eletricidade consumida em residências brasileiras de acordo com a projeção do Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE 2030) para 2025.

Considerando-se a mini GD (usinas de até 5 MW) em locais apropriados, a geração fotovoltaica anual poderia produzir uma parcela significativa do consumo total de eletricidade no Brasil, previstos em 640 TWh para 2025. Um outro cálculo mais simples prevê crescimento no consumo total brasileiro de 216 TWh nos próximos anos (de 546 TWh em 2019 para 762 TWh em 2030). Tal crescimento pode ser parcialmente coberto pela micro e minigeração fotovoltaica se sua adoção puder ser acelerada.

O potencial estimado da geração fotovoltaica brasileira já é suficiente para suprir parcela significativa do consumo de eletricidade no País. Com o avanço da tecnologia e queda dos custos de geração, esse potencial pode ser ainda maior e tornar a GD fotovoltaica uma das fontes mais expressivas nos próximos anos.

Referências

HOOGWIJK, M. M. On the Global and Regional Potential of Renewable Energy Sources. Universidade de Utrecht, Holanda, 2004.

IBGE. Brasil em Síntese. Acesso em 04 de julho de 2021. Disponível em https://brasilemsintese.ibge.gov.br/.

IRENA. Electricity. Acesso em 02 de julho de 2021. Disponível em https://www.iea.org/.

KORFIATI, A. et al. Estimation of the Global Solar Energy Potential and Photovoltaic Cost with the use of Open Data. International Journal of Sustainable Energy Planning and Management, Vol. 09, pp. 17-30, 2016.

MME/EPE. Plano Decenal de Expansão de Energia 2030. 2021.

PEREIRA, E. B.; MARTINS, F. R.; GONÇALVES, A. R.; COSTA, R. S.; LIMA, F. L.; RÜTHER, R.; ABREU, S. L.; TIEPOLO, G. M.; PEREIRA, S. V.; SOUZA, J. G. Atlas brasileiro de energia solar. 2. ed. São José dos Campos: INPE, 2017. 80 p. Disponível em: http://doi.org/.

SMIL, V. The Earth´s Biosphere – Evolution, Dynamics, and Change. MIT Press, Cambridge Massachusetts. Londres, 2002.

Foto de capa: Atlas Brasileiro de Energia Solar do CPTEC/INPE

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