Unicamp cria conversor para ligar painéis solares à rede elétrica

Geradores alternativos

Engenheiros da Unicamp criaram o primeiro conversor eletrônico brasileiro capaz de conectar painéis solares diretamente à rede elétrica, o que deverá inaugurar uma nova etapa no aproveitamento da energia solar no país.

O conversor eletrônico de potência trifásico tem um grau de eficiência de 85%. Os primeiros testes foram realizados entre dezembro e janeiro no Laboratório de Hidrogênio (LH2) da Unicamp, onde já funciona uma planta-piloto de geradores alternativos conectada à rede da CPFL Paulista.

De acordo com Ernesto Ruppert Filho, que desenvolveu o conversor juntamente com seu colega Marcelo Gradella Villalva, não se tem notícia até o momento de nenhum outro conversor eletrônico similar no Brasil.

Substituição de importações

conversor solar

 O protótipo foi testado com êxito numa instalação de painéis solares com capacidade de 7,5 kW. “Este conversor substituiu plenamente, durante o período de testes, os três conversores eletrônicos monofásicos adquiridos da empresa alemã SMA, que estão atualmente ligados a esses painéis solares”, afirmou o professor.

Diante dos resultados promissores, o próximo passo é buscar parceiros interessados na industrialização do conversor.

Ainda que o protótipo tenha consumido R$ 15 mil, os pesquisadores calculam que, em escala industrial de produção, o conversor poderá alcançar um custo final aproximado de R$ 10 mil.

“Existem alguns componentes que poderiam custar muito menos, caso já estivéssemos em escala industrial. Se compararmos o custo final de R$ 10 mil com o custo do conversor importado, isso significa uma redução de um terço. É realmente muito vantajoso nacionalizar essa tecnologia,” assegurou o pesquisador.

Conversor de potência

Villalva explica que todas as fontes renováveis de energia necessitam de algum tipo de conversor eletrônico de potência para permitir o aproveitamento adequado da energia elétrica produzida.

Os painéis solares fotovoltaicos geram energia elétrica na forma de corrente contínua, diferente da rede elétrica, que possui corrente alternada. O papel do conversor é transformar a corrente da forma contínua para a alternada.

Não existem equipamentos nacionais com esta finalidade para uso com painéis fotovoltaicos, o que causa uma dependência de tecnologia importada, como é o caso dos conversores alemães instalados no LH2. “Por este motivo resolvemos desenvolver um equipamento nacional. Atingimos a eficiência de 85%, no entanto o objetivo agora é chegar aos 90% para alcançar a tecnologia alemã,” diz Villalva.

Entraves para a energia solar

Além do elevado custo dos painéis solares fotovoltaicos, ainda não se criou no Brasil a cultura da geração distribuída de energia. “Isso não foi ainda devidamente regulamentado para pequenos produtores,” afirma o pesquisador. Nos países mais avançados é possível ter em casa um painel solar e um conversor eletrônico gerando energia junto com a rede elétrica.

A tendência mundial aponta para o uso de geradores alternativos – sejam solares, acélulas de combustível ou mesmo biogás – em escala residencial. O eventual excesso de energia gerada, depois de suprida a demanda da própria residência, poderá ser comercializada com as concessionárias de energia.

O conversor agora fabricado na Unicamp oferece o suporte tecnológico para que essa realidade possa começar a ser construída no Brasil. “Se não tivermos um produto próprio com tecnologia nacional, vamos continuar importando dos Estados Unidos e da Alemanha. Portanto, o gargalo está na tecnologia cara dos painéis, na inexistência de um mercado que force o barateamento dessa tecnologia no país e, por último, a ausência de tecnologia nacional de conversores eletrônicos.” garantiu Villalva.

Unicamp cria conversor para ligar painéis solares à rede elétrica

Painéis solares já conectados à rede elétrica, instalados no Laboratório de Hidrogênio (LH2) da Unicamp. [Imagem: Antonio Scarpinetti]

Matriz energética limpa

Além disso, o pesquisador menciona a necessidade de uma política de incentivo às fontes alternativas de energia. Há diversos projetos de lei tramitando no Legislativo a esse respeito. Quando realmente aprovados, o Brasil terá condições de se tornar um país com uma matriz energética inteiramente à base de energia limpa.

“No estado atual, isso não existe. Existem pequenos projetos, porém isolados. Não há uma massificação da energia alternativa limpa e isso é uma coisa desejável porque dispomos de muito sol e vento”, disse. A energia eólica no Brasil tampouco depende apenas do vento.

Em nível mundial, a líder em tecnologia na área de energia solar é a Alemanha, onde já estão instalados 6.500 MW de geração fotovoltaica, o que significa metade da energia produzida pela hidrelétrica de Itaipu. Com níveis de irradiação solar superiores aos da Alemanha, o Brasil ainda tem uma geração de energia solar praticamente desprezível em sua matriz energética.

O fato de ter energia hidráulica em abundância também tem contribuído muito para a falta de investimentos em usinas de geração solar e energia eólica. Em termos de meio ambiente, contudo, a energia solar é claramente superior. A hidroeletricidade, mesmo considerada limpa, inunda grandes áreas agricultáveis e tem forte impacto sobre as populações locais.

Geração distribuída de energia

Ruppert afirma que, na Europa e nos Estados Unidos, a utilização de geradores de energia elétrica conectados à rede secundária de distribuição por pequenos consumidores individuais já é uma realidade.

A tecnologia de pequenos conversores para painéis solares fotovoltaicos é amplamente empregada e divulgada nesses países. Consumidores são incentivados e subsidiados por agências governamentais para a instalação de sistemas de geração residenciais conectados à rede elétrica.

Painéis solares e conversores eletrônicos para a conexão com a rede são produtos facilmente encontrados no comércio e acessíveis ao grande público nos países desenvolvidos.

Além das vantagens para o usuário, que passa a gerar sua própria energia, módulos fotovoltaicos com pequenos conversores eletrônicos de potência descentralizam o processamento da energia, diminuem custos e reduzem o risco de todo o sistema elétrico.

Integração dos painéis solares nos edifícios

Pequenos conjuntos de geradores fotovoltaicos podem ser instalados em qualquer ambiente em que haja incidência de raios solares, sem demandar áreas específicas, podendo ocupar telhados ou paredes.

“A integração dos painéis solares com a arquitetura predial é hoje uma prática comum e que rende bons resultados estéticos, ambientais e econômicos, pela energia elétrica gerada e pela redução dos custos de construção. Os módulos fotovoltaicos podem ser utilizados como elementos de acabamento arquitetônico, tornando seu uso ainda mais interessante”, disse Ruppert.

Esses módulos podem ser instalados em quaisquer tipos de construções, como residências, condomínios, escolas, creches, hospitais e outros locais públicos, uma vez que não há grandes restrições de espaço para instalação e não há emissão de ruídos, resíduos, ou qualquer tipo de poluição.

No caso brasileiro, o professor aponta que o melhor aproveitamento da energia solar depende basicamente de dois fatores. Primeiro, da regulamentação e da atitude do governo para abraçar a geração fotovoltaica. E, segundo, do interesse da iniciativa privada em fazer os investimentos.

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