Em meio à busca por fontes de energia mais limpas e sustentáveis, surge uma inovação no cenário das energias renováveis: as usinas fotovoltaicas flutuantes.
Também chamadas de UFFs, as usinas fotovoltaicas flutuantes representam um avanço tecnológico no mercado solar, podendo levar mais eficiência e versatilidade para o processo de geração de energia.
Neste conteúdo, iremos explorar como esta inovação está transformando e contribuindo para o surgimento de um futuro mais sustentável no Brasil e ao redor do mundo.
Avanço da energia renovável e das usinas fotovoltaicas flutuantes
Na busca global por fontes de energia mais limpas e sustentáveis, as usinas fotovoltaicas flutuantes (UFFs) surgem como um avanço significativo no mercado de energias renováveis.
Impulsionado pela tecnologia solar sobre as águas, este novo cenário evidencia a eficiência e versatilidade das energias limpas, reforçando a importância em explorar soluções inovadoras para enfrentar os desafios energéticos contemporâneos.
Vamos entender como essas usinas flutuantes estão transformando o panorama da energia solar e contribuindo para um futuro mais sustentável no Brasil e em todo o mundo.
Como as UFFs maximizam a conversão de luz solar
Uma das principais vantagens dessa nova tecnologia está na sua capacidade em otimizar a geração de energia solar.
Essa otimização se dá principalmente pelo uso de silício na composição dos módulos, material semicondutor cuja eficiência é inversamente proporcional à temperatura. Portanto, por estarem em contato próximo à água, alcançarão temperaturas menores, aumentando assim a eficiência de geração.
Vale destacar que esta otimização não é apenas momentânea: ela acompanha uma vida útil mais longa dos módulos, tornando-se um investimento duradouro e atraente.
Vantagens de optar por usinas flutuantes
Escolher áreas aquáticas para a instalação de usinas é uma estratégia inteligente para superar as limitações de espaço em terra, especialmente em países com restrições de terras, como na Europa.
Além de otimizar o espaço físico, quando implementadas em reservatórios de água doce, as usinas desempenham um papel crucial na preservação dos recursos hídricos, com estudos indicando uma redução de até 70% na evaporação de corpos d'água.
A facilidade de limpeza é outro benefício relevante, já que a manutenção pode ser realizada utilizando a própria água do reservatório, reforçando o apelo ambientas das UFFs ao minimizar o consumo de recursos hídricos.
Além disso, quando instalada em reservatórios de UHEs (Usinas Hidrelétricas), a otimização do uso da rede de transmissão e distribuição de energia é outra vantagem importante, garantindo uma melhor integração do sistema elétrico e um aproveitamento mais eficiente da energia gerada.
Superando os desafios: o futuro promissor das Usinas Fotovoltaicas Flutuantes
Por se tratar de uma nova tecnologia, existem desafios importantes a serem superados, como o custo inicial e a complexidade da instalação. Mas é importante destacar que esses obstáculos serão superados com crescimento na demanda e evolução tecnológica.
Custo Inicial: desafios financeiros da implantação
Os investimentos necessários para a tecnologia e infraestrutura adequadas podem ser elevados devido a estruturas especiais exigidas para esse tipo de usina.
Por se tratar de uma tecnologia relativamente nova, os flutuadores ainda são caros de produzir e respondem por grande parte dos custos de um projeto.
Porém, à medida que a tecnologia amadurece e a demanda cresce, estima-se uma
redução considerável desses custos, tornando as UFFs mais acessíveis.
Manutenção especializada: complexidades na instalação e cuidados contínuos
Além disso, a complexidade na instalação e manutenção é superada pelo avanço constante do conhecimento técnico especializado. Com a expertise adequada, os desafios operacionais podem ser minimizados, garantindo um desempenho consistente e duradouro das UFFs.
Mesmo diante dos desafios, as UFFs se destacam como uma opção promissora no cenário energético global, com grande potencial para gerar energia limpa e aproveitar os recursos naturais de forma inteligente e sustentável.
Usinas Fotovoltaicas Flutuantes na Prática: Aplicações e Funcionamento
Muito mais do que uma ideia promissora, as UFFs têm encontrado aplicações notáveis em diferentes cenários, desde aterros sanitários até estações de transmissão de água.
Mas é nos reservatórios de hidrelétricas que as UFFs demonstram todo seu potencial, apresentando uma série de benefícios significativos.
Potencial das UFFs nos reservatórios de hidrelétricas
1. Redução de custos de ligação à rede
A integração das UFFs nos reservatórios de hidrelétricas utiliza parte da infraestrutura existente, resultando em redução nos custos de ligação à rede. Essa sinergia entre os sistemas solar e hídrico cria um ambiente híbrido de geração de eletricidade, otimizando toda a operação da usina.
2. Mitigação da Evaporação da Água
Uma das características das UFFs é a capacidade de mitigar a evaporação nos reservatórios. Essa ação preserva um recurso hídrico essencial e contribui para a sustentabilidade ambiental.
3. Aprovação Ambiental Simplificada
A instalação é favorecida por serem áreas antropizadas, ou seja, já impactadas pelo ser humano. Geralmente, esses locais possuem licenças ambientais prévias, agilizando o processo burocrático e reduzindo custos.
Realidade brasileira e todo o seu potencial
Dentro da realidade do Brasil, a maioria dos projetos de UFFs foi implantada em reservatórios, destacando a relevância e o potencial desse modelo para a realidade energética do país.
Essa estratégia não apenas fortalece a capacidade de geração de energia limpa, mas também amplia o fator entre fontes renováveis e a infraestrutura existente, pavimentando o caminho para um futuro energético mais sustentável e eficiente.
Funcionamento básico de uma usina solar flutuante
Desde a instalação até a geração de energia, o processo de funcionamento de uma usina solar flutuante se assemelha muito ao de uma usina solar convencional, com várias particularidades que veremos a seguir:
Montagem da estrutura dos flutuadores
A instalação de uma usina começa pela montagem da estrutura dos flutuadores, oferecendo duas opções:
1. Flutuadores puros, confeccionados com plástico reforçado com fibra de vidro;
2. Suportes metálicos, combinando uma base de plástico e uma estrutura metálica para a fixação dos módulos.
É fundamental considerar a resistência desses flutuadores, já que cada módulo fotovoltaico pode pesar até 25 quilos.
Ancoragem estratégica
Uma vez instalados os painéis e conectados os flutuadores, a estruturada pode ser finalmente ancorada. O processo envolve o uso de linhas de amarração projetadas para suportar tensões e variações no nível da água.
Dessa forma, as âncoras são estrategicamente posicionadas, podendo estar na margem do corpo d'água, no fundo do local ou em ambos, conforme as especificações de cada projeto, assegurando a estabilidade da usina mesmo em ambientes aquáticos desafiadores.
Transporte da energia gerada
A energia gerada é transportada por cabos, muitas vezes submersos, até um inversor, como os da Sineng, uma das líderes mundiais e parceira comercial da FiberX Renováveis.
Abrangendo desde a microgeração até modelos de 350kW para minigeração, os inversores desempenham um papel vital na transformação da eletricidade de corrente contínua para corrente alternada, pronta para ser entregue à rede ou armazenada em sistemas de armazenamento de energia.
Tecnologias adicionais e diferenciais
Algumas usinas solares flutuantes incorporam tecnologias adicionais para otimizar ainda mais o desempenho. Um exemplo são os dispositivos conhecidos como Trackers, que seguem o movimento do sol durante o dia e ajustam a posição dos painéis para maximizar a captura de energia.
Outros sistemas integram baterias para armazenar o excedente de energia gerada, contribuindo para uma gestão mais eficiente da produção.
Portanto, a estrutura básica de uma usina solar flutuante inclui flutuadores, módulos fotovoltaicos, cabos, inversores, ancoragem, proteções e em alguns casos, trackers.
Fonte: Lee, N.; Grunwald, U.; Rosenlieb, E.; Mirletz, H.; Aznar, A.; Spencer, R.; Cox, S. Hybrid floating solar photovoltaics-hydropower systems: Benefits and global assessment of technical potential.
Exemplos no Brasil e no mundo
Atualmente temos alguns exemplos já instalados de usinas flutuantes no Brasil e no mundo, com destaque para:
- Usina de Sobradinho, na Bahia, uma das maiores no Brasil:
Imagem: UFF na UHE de Sobradinho – BA | Fonte: CHESF
- Usina em Singapura, com 60MW:
Imagem: AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUA DE SINGAPURA – PUB/AFP
- Usina no reservatório de Três Gargantas na China:
Imagem: YSGSolar
Aproveite as melhores oportunidades com um novo e promissor mercado
Como se trata de um mercado novo e promissor, ainda há poucos integradores e EPCistas aptos a montar esse tipo de usina. Por isso, é preciso encarar esse mercado como uma oportunidade única e especial para se ter no radar.
Além disso, tem surgido diversos projetos e licitações para este tipo de solução, revelando uma tendência de maior demanda com o passar dos anos.
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FONTES:
Fonte: Lee, N.; Grunwald, U.; Rosenlieb, E.; Mirletz, H.; Aznar, A.; Spencer, R.; Cox, S. Hybrid floating solar photovoltaics-hydropower systems: Benefits and global assessment of technical potential.