Elena Mandarim - Divulgação/UFRJ
Watanabe: geração de energia elétrica a partir da energia solar
A geração de energia elétrica por meio da utilização do sol, do vento e das ondas do mar ou maré está cada vez mais popular no Brasil. Em abril deste ano, o governo federal lançou o Plano de Ação Conjunta Inova Energia, com um aporte de R$ 3 bilhões para serem investidos em novas propostas de inovação tecnológica, principalmente para o setor de fontes de energias renováveis. Seguindo essa tendência, o governo do estado do Rio de Janeiro, tendo a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) como executora, criou o Fundo Verde de Desenvolvimento e Energia, abastecido com o dinheiro economizado pela renúncia fiscal do governo estadual, que deixou de cobrar o Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Serviços (ICMS) da conta de luz da universidade. Os recursos agora serão utilizados para instalar painéis solares na área dos estacionamentos e na cobertura do hospital pediátrico, com o objetivo de geração de energia para abastecer parte das suas instalações. O projeto está sendo coordenado pelo engenheiro eletrônico Edson Hirokazu Watanabe, professor titular do Instituto Alberto Coimbra de Pós-graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe), da UFRJ. "Os painéis solares que serão utilizados já estão disponíveis no mercado, porém os conversores, necessários para converter a energia solar em energia elétrica na rede, deverão testar tecnologia desenvolvida do nosso Laboratório de Eletrônica de Potência (Elepot)", comemora o pesquisador.
Watanabe, que é Cientista do Nosso Estado da FAPERJ, e bolsista de produtividade em pesquisa 1A do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), desenvolve pesquisas sobre as diversas aplicabilidades da eletrônica de potência em sistemas complexos que englobam a geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. "Eletrônica de potência nada mais é do que a área da engenharia que se ocupa com o processamento da energia elétrica, sempre visando obter maior eficiência e qualidade do sistema energético", explica o pesquisador. "Estudamos, entre outras coisas, diversas opções de conversores de energia elétrica, formas de controlar o fluxo energético, maneiras de converter energia em corrente contínua em corrente alternada. Tudo isso aplicado a sistemas que utilizam grandes potências, isto é na faixa de megawatts."
Mais do que injetar energia na rede, os conversores utilizados nos painéis solares, que serão instalados na UFRJ, testarão alguns objetivos do estudo: diminuir as perdas energéticas; limpar a rede elétrica de ruídos; e controlar a tensão. Watanabe explica que a luz do sol captada pelos painéis garante a geração de energia elétrica, só em corrente contínua. Contudo o sistema elétrico funciona com correntes alternadas. "O conversor de corrente contínua para corrente alternada pode ser usado para compensar as correntes que não transportam energia, chamadas de potência reativa, e diminuir, assim, as perdas. No nosso laboratório, chegamos a um conjunto de práticas que pode fazer os conversores atuarem de forma a garantir maior eficiência da rede", conta Watanabe, que desenvolve esses projetos com recursos da FAPERJ.
O engenheiro conta que essa técnica para eliminar parte da potência reativa, um tipo de energia que circula de forma oscilante nas instalações, mas não é consumida por nenhum receptor, pode ser usada para "dar mais trabalho ao conversor". "Nossa rede elétrica funciona a uma frequência de 60 Hertz (Hz), o que significa dizer que temos uma frequência estável. A potência reativa interfere na qualidade da tensão e nas perdas, por isso, para uma rede elétrica ser eficiente, ela deve estar próxima de zero", explica Watanabe. Além disso, complementa que os conversores teriam "um dia de trabalho apenas nas horas que temos sol, sendo o pico desse trabalho por volta do meio dia e as outras funções, como compensar a potência reativa, poderiam ser feitas, principalmente, fora desse horário, inclusive à noite. Isso pode ajudar com que o retorno do investimento feito na instalação seja mais rápido."
Divulgação/UFRJ
Painéis solares no estacionamento gerarão energia elétrica e sombra para os carros
Outro desafio, para a equipe responsável pelo novo projeto energético da UFRJ, é garantir que a rede elétrica permaneça limpa, sem ruídos. Segundo Watanabe, é comum que em horários de pico de consumo de energia, por conta do grande número de aparelhos elétricos ligados ao mesmo tempo, a rede fique contaminada por ruídos eletromagnéticos, que podem causar danos ao sistema. "Vamos adaptar filtros de harmônicos aos conversores, com o objetivo de minimizar a interferência causada por esses ruídos eletromagnéticos, também chamados de correntes harmônicas", adianta o engenheiro.
O projeto da UFRJ inclui sete painéis solares com 10 metros quadrados cada, que ficarão instalados em um estacionamento, garantindo sombra para os carros e gerando energia elétrica. Em cima do hospital pediátrico, serão aproximadamente 700 metros quadrados de painéis fotovoltaicos para gerar energia elétrica e outros 700 metros quadrados para energia térmica, para aquecer a água. "O projeto está em fase de conclusão e o início das obras para instalações dos painéis está previsto para o início de 2014. Nossa expectativa é que a produção de energia comece já no primeiro período de 2014. Uma das aplicações será destinada a abastecer a frota de carrinhos elétricos utilizada para transporte dentro do campus da Ilha do Fundão", conclui Watanabe.
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