A apresentação discute as energias renováveis e sustentabilidade, abordando: 1) Introdução sobre energias renováveis e motivação para seu uso 2) Matriz energética mundial, brasileira e de Alagoas 3) Energia solar fotovoltaica, incluindo células, usinas e marcos regulatórios 4) Considerações finais sobre aspectos positivos e negativos das energias renováveis.

1. Energias Renováveis e Sustentabilidade
MESA 9
Prof. Dr. Agnaldo José dos Santos
Prof. Dr. Fernando Pinto Coelho
Prof. Dr. Thiago Alberto Pereira da Silva
Prof. Dr. Agnaldo José dos Santos1
1UFAL/Campus do Sertão
Laboratório de Energia Solar
II Jornada Acadêmica do Campus do Sertão 23/05/2019
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 1 / 33

2. Tópicos da apresentação
1 Energia renovável - Introdução
2 Matriz energética
3 Energia solar
4 Considerações finais
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 2 / 33

3. Tópicos da apresentação
1 Energia renovável - Introdução
2 Matriz energética
3 Energia solar
4 Considerações finais
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 2 / 33

4. Tópicos da apresentação
1 Energia renovável - Introdução
2 Matriz energética
3 Energia solar
4 Considerações finais
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 2 / 33

5. Tópicos da apresentação
1 Energia renovável - Introdução
2 Matriz energética
3 Energia solar
4 Considerações finais
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 2 / 33

6. Tópicos da apresentação
1 Energia renovável - Introdução
2 Matriz energética
3 Energia solar
4 Considerações finais
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 3 / 33

7. Energia renovável - Introdução
Problema Motivação
Quais as vantagens de se usar a energia renovável?
Por que devemos diversificar a matriz energética brasileira?
Baixo risco ambiental
Sistemas de geração de energia estável e de longa duração
A Terceira revolução industrialJeremy Rifkin -Editora: M. BOOKS (2012)
“Prédios podem ser pequenas usinas de energia. O Brasil pode ser a Arábia Saudita
das energias renováveis do século 21
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 4 / 33

8. Introdução - Motivação
Energia solar - Motivação
Por que devemos usar energia solar fotovoltaica?
A potência média de incidência anual no Nordeste - 200 a 250W/m2 (844W/m2- AM
1,5)
R. Aldabó, Energia Solar, Artiliber Editora, São Paulo (2002)
0,1% da superfície da Terra com 10% de eficiência satisfaz a necessidade mundial
de energia
M. Grätzel, Nature, 414, 338 (2001)
Queda acentuada dos preços dos painéis solares a cada ano
favorece a instalação de sistemas individuais
ANEEL - Resolução Normativa N. 482 de 17/04/2012
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 5 / 33

9. Introdução - Motivação
Mais uma transformação - Motivação
Energia solar produz energia elétrica
Energia elétrica produz água: Feira de Santana - Bahia
125 escolas com água extraída do ar (Marca HNF - 2010)
http://economia.ig.com.br/empresas/empresa-lanca-maquina-que-produz-agua...
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 6 / 33

10. Introdução - Motivação
Mais uma transformação Motivação
Air Fuel Synthesis AFS
Engenheiros da cidade industrial Stockton-on-Tees, Inglaterra – gasolina
(hidrocarbonetos) a partir do CO2 do ar e do hidrogênio da água. Conferência do
Instituto de Engenheiros Mecânicos - Londres (2012)
https://phys.org/news/2012-10-air-fuel-synthesis-petrol-future.html
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 7 / 33

11. Introdução - Energias renováveis
Energias solar e eólica- Motivação
Energia solar - capacidade 1800 × GPEC
Energia eólica - capacidade 200 × GPEC -
Global Primary Energy Consumption
Nitsch, F.: Technologische und energiewirts chaftliche Perspektiven erneuerbarer Energien. German Aerospace Center. 2007
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 8 / 33

12. Introdução - Energias renováveis
Energia solar - Motivação: Regiões favoráveis / Alta taxa de radiação solar no Brasil
Fonte: ATLAS de Irradiação Solar no Brasil (1998) - Irradiação: exposição à radiaçãoJ S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 9 / 33

13. Tópicos da apresentação
1 Energia renovável - Introdução
2 Matriz energética
3 Energia solar
4 Considerações finais
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 10 / 33

14. Matriz energética
Produção de energia primária - Mundial e brasileira
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 11 / 33

15. Matriz elétrica
Produção de energia elétrica - Mundial e brasileira
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 12 / 33

16. Matriz energética
Oferta Interna de Energia Elétrica - OIEE
Boletim Mensal de Energia - Fev/2019 https://www.udop.com.br/download/estatistica/...boletim de fevereiro2019.pdf
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 13 / 33

17. Matriz energética
Energias renováveis - Alagoas × Brasil
Produção de energia primária em Alagoas ∼ 76.49% renovável
Balanço Energético de Alagoas - BEAL (2018)
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 14 / 33

18. Matriz energética
Geração de eletricidade
Matriz de capacidade instalada de geração de energia elétrica março/2019
http://www.mme.gov.br/web/guest/secretarias/energia-eletrica/publicacoes/boletim-de-monitoramento-do-sistema-eletrico
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 15 / 33

19. Matriz de capacidade instalada no Brasil
Dependência de energia hidráulica e térmica
Baixa capacidade instalada de energia solar fotovoltaica
Apenas 83 sistemas interligados no Brasil - 03/2014
Alto crescimento anual
http://www.mme.gov.br/web/guest/secretarias/energia-eletrica/publicacoes/boletim-de-monitoramento-do-sistema-eletrico
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 16 / 33

20. Matriz de capacidade instalada no Brasil
Dependência de energia hidráulica e térmica
Baixa capacidade instalada de energia solar fotovoltaica
Alto crescimento anual: deve crescer 44% em 2019
http://www.mme.gov.br/web/guest/secretarias/energia-eletrica/publicacoes/boletim-de-monitoramento-do-sistema-eletrico
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 17 / 33

21. Matriz energética
Situação dos reservatórios das hidrelétricas
Necessidade de diversificação das formas geração de energia
Situação atual: NE 58,29% http://www.ons.org.br (21/05/2019)
Sobradinho: Maior reservatório - 58,24% da capacidade do NE
2015: Sobradinho em estado crítico redução da vazão para 900m3/s
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 18 / 33

22. Matriz energética
Situação dos reservatórios das hidrelétricas
Energia armazenada no NE (Sobradinho: 48,67%) http://www.ons.org.br (21/05/2019)
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 19 / 33

23. Tópicos da apresentação
1 Energia renovável - Introdução
2 Matriz energética
3 Energia solar
4 Considerações finais
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 20 / 33

24. Energia solar fotovoltaica
Efeito fotovoltaico - Homo junção sólido/sólido
BV BV
BC
BV
BC
BC
E
gap
gap
isolante semicondutor condutor
BV
BC
semicondutor
intrínseco
BV
BC
semicondutor
tipo n
BV
BC
semicondutor
tipo p
E
EF
EF
EF
(a)
(b)
Diagrama de bandas
Junção pn
Agnaldo José dos Santos
Tese de Doutorado - UFAL/Unicamp (2010)
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 21 / 33

25. Energia solar fotovoltaica
Células fotovoltaicas
Si Monocristalino
Siemens Solar
Si Policristalino
RWE Solar
http://www.pureenergy.com.br/produtos
Células orgânicas flexíveis 3G
DSSC
CCélulas de Grätzel
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 22 / 33

26. Energia solar fotovoltaica
Usinas fotovoltaicas
Usina solar
As 7 Maiores Usinas Solares em Operação no
Brasil
1- Usina Solar Pirapora - Pirapora - MG -
321 Megawatts
2- Usina Solar Nova Olinda - Ribeira do
Piauí - PI - 210 Megawatts
3- Usina Solar Ituverava - Tabocas do
Brejo Velho - BA - 196 Megawatts
4- Usina Solar Bom Jesus da Lapa - Bom
Jesus da Lapa - BA - 158 Megawatts
5- Usina Solar Guaimbê - Guaimbê - SP -
150 Megawatts
6- Usina Solar Apodi - Quixeré - CE -
132 Megawatts
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 23 / 33

27. Energia solar fotovoltaica
Usinas fotovoltaicas flutuantes
Usina solar fotovoltaica flutuante - Huainan - China
Usina solar fotovoltaica flutuante - Balbina - Presidente Figueiredo - AM
Aspectos positivos
Redução do crescimento de algas e da
temperatura da água
Maior eficiência, baixa temperatura dos
módulos
Redução da evaporação da água (30%)
Não utilização de terras que podem ser
úteis para outros fins
Instalação no Canal do Sertão e no leito
da Transposição do São Francisco
Borba, R. A.; Novak, L. H. Sistemas fotovoltaicos flutuantes: aspectos positivos e
desafios. VII Congresso Brasileiro de Energia Solar - Gramado, 17 a 20 de abril de
2018. https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/151
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 24 / 33

28. Cenário mundial e nacional
Redução dos custos - Projeção para 2035
Fonte: Gráfico adaptado - Technology Roadmap Solar Photovoltaic Energy,
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY - 2014 Edition
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 25 / 33

29. Cenário mundial e nacional
Marcos regulatórios de geração fotovoltaica no Brasil
ANEEL - Resolução Normativa N. 482 de 17/04/2012
Microgeração de energia <100 kWp
Crédito - 36 meses na conta de luz (CPF ou CNPJ)
http://www.solsticioenergia.com.br/sobre-energia-solar/resolucao-482-aneel/
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 26 / 33

30. Energia solar termoelétrica
Concentradores solares - Sistemas híbridos - solar/gás
Fonte: [r]evolução energética. Greenpeace (2010)
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 27 / 33

31. Energia solar termoelétrica
Concentradores solares - Sistemas híbridos - solar/gás - Pot. de 10 a 25 KW - Motor Stirling
Fonte: Google Imagens
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 28 / 33

32. Tópicos da apresentação
1 Energia renovável - Introdução
2 Matriz energética
3 Energia solar
4 Considerações finais
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 29 / 33

33. Considerações finais
Externalidades Aspectos positivos e negativos
Disscussão dos aspectos positivos e negativos envolvendo sustentabilidade, social,
ambiental, econômico e cultural
“A idéia de que o progresso está acima de tudo é um conceito ultrapassado.
A preocupação com o desenvolvimento sustentável e com as gerações futuras faz
com que a sociedade atente-se para as externalidades negativas das tecnologias
atualmente disponíveis” Shayani, R. A.; Oliveira, M. A. G. Externalidades da geração de energia com fontes convencionais e
renováveis. VI CBPE Congresso Brasileiro de Planejamento Energético (2008).
Externalidades da energia solar. Geração diurna, baterias, áreas úteis, áreas das
coberturas das residências Borba, R. A.; Novak, L. H. Sistemas fotovoltaicos flutuantes: aspectos positivos e desafios. VII
Congresso Brasileiro de Energia Solar - Gramado, 17 a 20 de abril de 2018. https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/151
Externalidades da energia eólica: variação das velocidades dos ventos, baterias,
perigos para nevagação aérea
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 30 / 33

34. Considerações finais
Oportunidade de negócios Para saber mais
Inauguração da fábrica de painéis fotovoltaicos em Alagoas
Pure Energy Geração de Energia Ltda
54 empregos diretos, 102 mil m2
Polo Multifabril José Aprígio Vilela, Marechal Deodoro
http://www.alagoas24horas.com.br/572071/al-tera-1a-fabrica-de-equipamentos-para-energia-solar-do-brasil/
Revolução da energia: Com a redução dos custos de equipamentos, será
possível arrendar o teto das casas para que empresas forneçam energia PV,
deixando o consumidor residencial livre do pagamento da conta de luz JS Agnaldo.
BEN 2019 EPE - MME
BEAL 2018 SEPLAN-AL
Manual de FotovoltaicoLivro: Energia Fotovoltaica: manual sobre tecnologias, projecto e instalação
Sistema de Informações Georreferenciadas do Setor Elétrico
http://sigel.aneel.gov.br/sigel.html
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 31 / 33

35. Considerações finais
Oportunidade de negócios
Fonte: [r]evolução energética. Greenpeace (2010)
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 32 / 33

36. Agradecimentos
OBRIGADO!
J S Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) Energias Renováveis e Sustentabilidade II Jornada Acadêmica 33 / 33