As usinas hidrelétricas correspondem a 70,3% da capacidade instalada de produção de eletricidade no Brasil, segundo o Boletim de Monitoramento do Sistema Elétrico Brasileiro de Abril/2012, publicado pelo Ministério de Minas e Energia. Os investimentos em energia eólica cresceram bastante nos últimos anos e, atualmente, são 1.479 megawatts (MW) instalados. Mas, na opinião dos especialistas, faltava um olhar mais atento do governo federal em relação à energia solar fotovoltaica, ou seja, a obtida através da conversão direta da luz do sol em eletricidade. O cenário positivo começa a se desenhar a partir do Projeto Estratégico: “Arranjos técnicos e comerciais para inserção da geração solar fotovoltaica na matriz energética brasileira” ou, simplesmente, a “chamada 13” da Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica), cujo objetivo é diversificar a matriz energética brasileira. São 18 projetos aprovados para várias concessionárias, totalizando 25MW de potência instalada. Pela primeira vez, a eletricidade gerada vai para a rede e será distribuída para os consumidores, já a partir do início do ano que vem. Docentes e pesquisadores da Unicamp estão envolvidos em um deles, que tem como proponente a Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL), que investiu R$ 13 milhões no projeto.

Para o professor Ennio Peres da Silva, do Laboratório de Hidrogênio (LH2), do Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGH) “este é um marco para a energia fotovoltaica no Brasil porque é o momento de introdução dessa tecnologia no País. Sempre falávamos no futuro e agora o futuro chegou”. Para se ter uma ideia, até hoje no Brasil, o máximo da capacidade de energia solar instalada era de 6 MW, provenientes de unidades criadas no Prodeem (Programa de Desenvolvimento Energético dos Estados e Municípios), para atender a comunidades isoladas.  Com a “chamada 13”, a capacidade de geração no Brasil, de modo geral, vai ser ampliada mais de quatro vezes. Hoje, a energia solar fotovoltaica também é usada em situações especiais, como na operação de telefones de emergência e outros equipamentos em rodovias.

Batizado pela CPFL de “DE-0045”, o projeto terá duração, a contar de março de 2012, de 36 meses de trabalho com a instalação de usinas em Campinas, na subestação Tanquinho da CPFL e na Unicamp, além de dois aerogeradores para realização de testes de um sistema híbrido com a energia eólica, com 5 kW de potência instalada. A maior usina terá capacidade de produção de 1 megawatt (MW) em Tanquinho, enquanto, na Unicamp, serão instalados quatro conjuntos de painéis de diferentes tecnologias, de 15 quilowatt (kW) cada. 

Além do professor Peres, participam os docentes Ernesto Ruppert Filho, da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC), e Luiz Antonio Rossi, da Faculdade de Engenharia Agrícola (Feagri), todos pesquisadores do Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético (Nipe) da Unicamp. Os três devem orientar pelo menos seis trabalhos de mestrado, doutorado e iniciação científica relacionados ao projeto. A CPFL está envolvida com 19 empresas coligadas. Também integram o projeto de cooperação três empresas spin-offs, ou seja, que nasceram a partir de experiências que começaram na Unicamp: a Hytron, a Eudora Solar e o Instituto Aqua Genesis. O diretor executivo da Hytron, João Carlos Camargo, doutor em planejamento energético pela Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da Unicamp, é o coordenador geral.

Um aspecto da “chamada 13” é permitir a utilização de recursos obrigatórios de pesquisa e desenvolvimento (P&D) em um projeto estratégico cooperativo com viabilidade comercial, como este. A Unicamp já atuava como parceira da companhia no projeto denominado DE – 0042 para o desenvolvimento de tecnologias e geração solar/eólica de 20 kW. Com a instalação das plantas, os pesquisadores da Unicamp vão iniciar os estudos de medições, simulações e também de aprimoramento das tecnologias já desenvolvidas para a conexão à rede elétrica da energia fotovoltaica gerada. “A melhoria do controle dos conversores eletrônicos de potência é uma delas”, diz Ruppert Filho, orientador da pesquisa que resultou no primeiro conversor trifásico para a conexão de painéis solares à rede elétrica.

Os painéis necessários para a captação da luz solar serão comprados pelas empresas consorciadas à CPFL, e serão testados modelos nacionais e internacionais. Da mesma forma, os aerogeradores. Os docentes explicam que a eletricidade disponibilizada na rede não pode ser armazenada, enquanto energia elétrica, em grandes quantidades. Por isso, o sistema de distribuição é controlado de forma a equacionar o consumo. Com a utilização da energia solar fotovoltaica gerada, o fornecimento da energia elétrica de outras fontes pode ser reduzido. “O que acaba resultando em economia não só da energia, mas de todos os recursos que envolvem a produção de eletricidade”, afirma Peres. Somente como ilustração, a energia solar que será gerada nesta cooperação entre Unicamp e CPFL seria suficiente por si só, para o abastecimento contínuo de 150 casas de classe média por um dia.

A integração da energia fotovoltaica com a eólica na rede é uma novidade, de acordo com Peres. “Precisamos estudar como compatibilizar essas energias, aliando-as aos dados do clima, para evitar perdas. Há uma série de condições que precisam ser atendidas”.

A falta de reservas foi uma das causas do “apagão” de 2001, por exemplo. O professor Rossi acrescenta que, nesse sistema, a rede serve de armazenamento, já que a energia fotovoltaica só poderia ser mantida em baterias, que são inviáveis do ponto de vista econômico, devido à grande quantidade de eletricidade produzida. “A diversificação da matriz energética vai permitir maior segurança do sistema de abastecimento nacional”, ele complementa.

O analista de inovação da CPFL Energia Antonio Roberto Donadon ressalta a importância da parceria com a Unicamp. “A cooperação é fundamental para o treinamento de pessoas para o mercado. A construção de pequenas usinas em todo o país vai representar um custo menor da energia no futuro. Esses projetos nos fornecem curvas de aprendizado que são fundamentais.”

Outro estudo do projeto refere-se ao aspecto ambiental. A pesquisadora Carla Cavaliero, do Instituto Aqua Genesis, afirma que um aspecto a ser analisado é a possibilidade de obtenção de créditos de carbono. “O que está sendo evitado de emissões de gases de efeito estufa e como será feita essa contabilidade são levados em conta. O estudo considera ainda que, ao gerar energia elétrica com as fontes eólica e solar fotovoltaica no horário diurno, uma parcela da geração hidrotérmica será deslocada, podendo reduzir as emissões de gás carbônico. Além disso, foi realizado um estudo do potencial eólico e solar fotovoltaico na área de concessão da CPFL Energia, indicando os locais de maior aproveitamento energético”.

Aerogeradores

 
Os experimentos com os aerogeradores, responsáveis pela obtenção de energia elétrica por meio do vento, objetivam, em um primeiro momento, obter as chamadas curvas de potência, ou curvas de desempenho. Um túnel de vento, ou na realidade um “soprador”, deve simular várias velocidades de vento e medir a produção de energia elétrica. De acordo com Rossi, “será feita extrapolação e projeção da produção anual de energia elétrica, usando a curva obtida e o perfil de vento por meio de medições com anemômetros e anemoscópios; usaremos o Atlas Eólico do Estado de São Paulo, que tem a previsão de ser concluído em julho. Caso contrário, vamos recorrer ao do Estado do Rio Grande do Sul ou o do Estado do Ceará, que já estão disponíveis”. Nestes Estados, a CPFL tem investimentos e participação em empresas regionais de geração e de distribuição de energia.

Os dois aerogeradores testados serão um nacional instalado em local ainda a ser definido, e outro importado na subestação Tanquinho. Segundo o docente, em campo, os pesquisadores poderão medir a produção anual de energia elétrica e comparar com o que foi projetado. “Além disto, serão avaliados os impactos que estes sistemas poderão causar na rede elétrica de baixa tensão, objetivando eliminá-los ou minimizá-los”, diz

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