Renováveis (Edição 06 - Outubro 2016)

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

68

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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