Os fabricantes dos painéis tem conseguido reduzir seu custo através de projetos padrão e escala de produção, saltando da produção total anual equivalente de 500 MW para 4.500 MW nos anos recentes. A indústria de painéis fotovoltaicos, cuja sigla em inglês é PV, segue uma regra de que o custo dos módulos cai 20% cada vez que se dobra a capacidade global de produção. Para variar, os fabricantes chineses já atingiram esse patamar de eficiência —provocando a reação das empresas americanas que já solicitaram a imposição de tarifas ao governo.
A padronização dos módulos PV e processos de montagem tornaram a construção de plantas, chamadas fazendas solares, cada vez mais repetitiva e rápida. Em comparação, uma usina termelétrica de ciclo combinado a gás é um trabalho bem mais complexo. Na modalidade EPC, uma planta solar custa em torno de US$ 1,50 por watt instalado em mercado como Texas, até US$ 2,25 por watt em New England — um diferencial de custos típico do mercado americano de construção. Quanto maior a planta fotovoltaica, menor o custo unitário.
O Departamento de Energia (DOE) americano conduz o programa SunShot que ambiciona tornar a energia solar competitiva com as fontes convencionais no horizonte de 2020. Em fevereiro passado, DOE anunciou que o preço médio da geração PV na escala de uma empresa geradora havia caída para 11 centavos de dólar por kWh — abaixo do preço médio de eletricidade no país de 12 centavos de dólar por kWh. O preço alvo do programa SunShot é de 6 centavos por kWh por volta de 2020.
Os resultados começam a aparecer. Austin Energy, controlada pela cidade de mesmo nome, no Texas, conseguiu aprovação da assembleia municipal sobre um acordo de compra de energia de 25 anos com a SunEdison Inc., no volume de até 1.500 MW, a serem fornecidas por duas fazendas solares a serem montadas no oeste do estado. O preço fixo médio a longa prazo é de US$ 45 a US$ 55 por MWh, ou 4,5 centavos e 5,5 centavos por kWh — um dos preços mais baixos na indústria de energia solar atual.
Usinas solar-térmicas perdem terreno
Quando o projeto Ivanpah de energia solar entrou em operação em dezembro passado, gerando 377 MW, no deserto de Mojave na Califórnia, ao custo de US$ 2,2 bilhões, ficou com o título de maior usina solar-térmica do mundo. Ela dobrou também a capacidade instalada desta modalidade nos Estados Unidos. As obras demoraram 38 meses, com tecnologia da BrightSource Energy. De acordo com a associação das indústrias solar-elétricas (SEIA, da sigla e inglês), do total de 5.725 MW de projetos solares em construção, 24% utilizam o processo que concentra a energia solar, ou solar-térmica, mas apenas 16% dos novos projetos em desenvolvimento adotam essa tecnologia, sinalizando uma queda sensível de participação, ao passo que o uso de painéis fotovoltaicos(PV) cresce a olhos vistos.
O projeto Solar Star perto de Rosamond, também Califórnia, se considera o maior projeto PV licenciado pelo governo no mundo. Possui 570 MW de capacidade, empregando painéis de eixo único montados no solo. A SunPower concebeu o projeto e o vendeu à Mid-American Solar, de Phoenix, que é agora a empreiteira responsável pela modalidade EPC. O custo total é estimado entre US$ 2 bilhões a US$ 2,5 bilhões; a construção iniciada em 2013 está programada para ser entregue em fins de 2015.
Plantas pequenas do gênero estão se difundindo rapidamente. Mortenson Co., de Minneapólis, foi selecionada no ano passado construtora EPC para executar cinco plantas no solo com módulos de dois eixos. A capacidade delas varia de 6 a 100 MW, somando 346 MW, a serem construídas ao longo de três anos para a operadora OCI Solar Power, que fechou um acordo de 25 anos de fornecimento com a municipalidade de San Antonio. A primeira foi iniciada em janeiro passado e terá 40 MW, perto de Brackettville, no Texas; as demais ficarão próximas de San Antonio, também no Texas.
Proposta alternativa
SolarCity Corp., de San Mateo, Califórnia, tem modelo de negocio diferente, porque se dedica apenas a módulos solares instalados nas coberturas de casas ou firmas comerciais. O uso residencial predomina, mas há aplicações comerciais de até 45 MW. A empresa oferece instalação gratuita aos clientes, com garantia de produção , seguro e monitoramento. O cliente paga pela energia produzida a uma tarifa 10 a 15% abaixo do preço cobrado pela rede de energia pública. Embora funcione igual a uma empresa geradora de energia, sua atuação não é regulamentada pela Comissão de Utilidades Publicas do governo, o que reduz os custos administrativos do negócio.
Sistema para altas pressões
A Jeene atua em um dos segmentos mais importantes e cruciais da engenharia civil: a selagem de juntas de dilatação. Entre tantos desafios da empresa em seus 40 anos de existência, alguns foram singulares e de solução complexa, como: a Adutora de Tapacurá (1976) e as usinas nucleares de Angra I e II (1980).
Para a Jeene, no entanto, nada mais desafiador do que criar, desenvolver, testar e provar a eficácia de um novo sistema para atender a uma hidrelétrica com mais de 200 m de altura, cujo projeto exigia ensaios comprovando o atendimento para a pressão de 30 MPa e movimento à tração de 300 mm.
Com a experiência de fornecer e aplicar selantes em diversas barragens desde 1999, porém com altura máxima de 146 m, a empresa ensaiou todos os tipos de perfis da sua linha, reforçou suas estruturas, mas não conseguiu superar os 22 MPa. A limitação estava no módulo de alongamento do perfil elastomérico que se rompia após atingir esta pressão.
O desafio, então, foi limitar o crescimento do selante evitando a sua ruptura. A Jeene fez uma longa e minuciosa pesquisa, o que resultou na associação de dois nobres produtos, o EPDM – elastômero de alto desempenho – para garantir a estanqueidade, e a aramida – tecido estrutural – conhecida pela sua alta resistência ao impacto e à tração, para resistir à alta pressão.
Para vencer a abertura da junta em 300 mm foi criado um perfil, com quatro bulbos e altura de 90 mm, que aberto chega a 700 mm. A aramida, instalada sob este perfil, dá suporte e limita o seu crescimento. Consultas aos fabricantes das matérias primas, engenheiros especializados na área de barragens, cálculos finitos e muitos ensaios nos levaram ao êxito com a marca de 33 MPa.
Outros desenvolvimentos foram necessários para as conexões entre a junta perimetral e verticais. Para isto, foram fabricados moldes e o EPDM injetado nas conformações e ângulos pré-estabelecidos pelo projeto.
A fixação foi outro desafio complexo, pois havia o risco do rompimento dos elementos do sistema. Diversos dispositivos foram criados e testados e na análise de custo x benefício, foi eleito um sistema metálico simples com tarugos e chumbadores fixados ao concreto com epóxi.
A Jeene agora está construindo os novos dispositivos para ensaios para atingir 40 MPa.
Energia solar
A Eletrosul inaugurou em sua sede, em Florianópolis (SC), o maior complexo de geração de energia solar integrado a um edifício em toda a América Latina. Com investimento de R$ 9,5 milhões, a Usina Megawatt Solar tem potência instalada de 1 megawatt-pico (MWp) e pode produzir aproximadamente 1,2 GWh de energia por ano, o suficiente para abastecer cerca de 540 residências.
A capacidade de geração vem dos 4.200 módulos fotovoltaicos instalados na cobertura do edifício-sede e nos estacionamentos, ocupando uma área total de 8.300 m². Os painéis convertem a radiação solar em eletricidade, que vai para uma subestação coletora e depois é escoada à rede elétrica local.
A energia gerada pela usina será negociada com consumidores livres (como grandes empresas e empreendimentos comerciais) por meio de leilões. A estimativa é de que no primeiro leilão, previsto para o segundo semestre, sejam comercializados 800 MWh/ano. Os compradores poderão obter o Selo Solar, certificação concedida pelo Ideal (Instituto para o Desenvolvimento de Energias Alternativas na América Latina), associando sua marca a uma atitude sustentável. O edifício-sede da Eletrosul também absorverá parte da energia da usina solar.
“Nossa intenção não é somente comercializar um produto. Queremos ajudar a difundir um novo conceito, que atenda à crescente demanda da sociedade por energia renovável”, afirma Eurides Mescolotto, presidente da Eletrosul.
O projeto foi desenvolvido em parceria com o governo da Alemanha, país que detém um terço do mercado global de energia solar e responde por quase metade da geração fotovoltaica da Europa. O banco de fomento alemão KfW financiou o empreendimento e houve apoio da Cooperação Alemã para o Desenvolvimento Sustentável, por meio da Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH. A UFSC (Universidade Federal de Santa Catarina) e o Ideal também participaram da concepção e viabilização da Usina Megawatt Solar.
“O Brasil tem um potencial enorme para geração de energia a partir do sol”, disse o diretor do KfW para América Latina, André Ahlert. “Projetos como o Megawatt Solar servirão de estímulo para que iniciativas semelhantes se multipliquem”. A Eletrosul negocia com o banco o financiamento de mais 160 milhões de euros para geração eólica, fotovoltaica e hidrelétrica.
Além de gerar energia, a Usina Megawatt Solar servirá como base para estudos, que permitirão ao Brasil avançar em tecnologia e na viabilidade econômico-financeira da geração fotovoltaica. O complexo agrega pequenas plantas experimentais, que se destinarão a estudos técnicos e acadêmico-científicos das tecnologias existentes e sua eficiência na captação da radiação solar.
Purificação de silício
Ainda na área de desenvolvimento, a Eletrosul está investindo R$ 20 milhões em pesquisas para purificação do silício (matéria-prima dos painéis fotovoltaicos) e fabricação de células solares. O objetivo é criar uma metodologia de processamento para se chegar ao silício de grau solar, com 99,9999% de pureza, um marco tecnológico que colocaria o Brasil entre os poucos países que têm pleno domínio da cadeia de produção de módulos fotovoltaicos. Estados Unidos e Japão são os maiores produtores de silício de alta pureza.
A Eletrosul firmou parceria com a Fucri (Fundação Educacional de Criciúma), instituição mantenedora da Unesc (Universidade do Extremo Sul Catarinense), para o desenvolvimento desses estudos, contando também com a participação do Ipen (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares). As pesquisas têm como base os laboratórios do Ipen, na primeira etapa, e o campus da Unesc em Criciúma na fase de planta piloto. As pesquisas tiveram início em 2012 e o prazo previsto para conclusão é de 36 meses.
O projeto básico da unidade piloto de purificação de silício e fabricação de células solares está pronto e a previsão é que as obras comecem no segundo semestre. A unidade piloto ficará sediada no Iparque (Parque Científico e Tecnológico da Unesc), onde uma estrutura já existente (de 1,3 mil m2 de área construída) será adaptada para receber os equipamentos para a purificação e laminação do silício.
Fonte: Revista O Empreiteiro
