BE_310 CIÊNCIAS DO AMBIENTE – UNICAMP
ESTUDO (Turma 2012) Disponível em: http://www.ib.unicamp.br/dep_biologia_animal/BE310
SUBSTITUIÇÃO DE UM GERADOR À GASOLINA POR
ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
EM UMA CHÁCARA
GIOVANNI RONNIE ALMEIDA¹*, JOSÉ GOMES LEOBAS DE
FRANÇA ANTUNES¹, RENAN WILLIAM GIAROLA MIRANDA¹, &
VITOR COSTA DE LIMA²
¹Curso de graduação – Faculdade de Engenharia Elétrica e Computação/UNICAMP.
²Curso de graduação – Faculdade de Engenharia Mecânica/UNICAMP
*E-mail autor correspondente: [email protected]
RESUMO: Através do conhecimento da situação energética da chácara do Sr. Sebastião, tio do integrante
Giovanni Almeida, no bairro Martins Guimarães em São José dos Campos - SP, onde a obtenção de energia
era através de um gerador movido à gasolina, resolvemos estudar e propor uma alternativa sustentável
baseada no uso da energia solar, em substituição ao uso de combustíveis fosseis, visando uma menor
poluição ambiental e um retorno financeiro a longo prazo para o dono da chácara. Acreditamos que a fonte
de energia solar é ilimitada e deve ser mais explorada assim como Thomas Edison (1931) quando disse “eu
colocaria meu dinheiro no sol ou na energia solar. Que fonte de energia!”
INTRODUÇÃO
Dada a dificuldade de transmissão de energia a certos locais, principalmente da zona rural, muitos
fazendeiros e moradores buscam alternativas de abastecimento energético. Uma das soluções mais
recorrentes é a utilização de geradores movidos a combustíveis fósseis. Estes geradores, porém, são uma
saída de alto custo financeiro, além de poluir o ambiente com os gases resultantes da combustão. Visando
uma alternativa favorável ao meio ambiente e boa economicamente, encontramos uma possível solução, a
captação de energia solar.
A energia solar é captada por células fotovoltaicas que expostas à luz solar excitam os elétrons da
mesma gerando corrente elétrica. Vale destacar que as placas de fotocélulas têm como principal matériaprima o silício, material de grande abundância no planeta. Ou seja, é uma fonte “verde”. E nós
compartilhamos a idéia de que a energia verde é uma boa alternativa ao meio ambiente e também econômica.
Segundo Jacqueline Silva (2011) “A maioria das considerações sobre a energia verde apresenta como
motivador para a sua utilização a questão ambiental. Essa abordagem começa a ser substituída. Ao avaliar as
possibilidades da economia verde na economia mundial.”
O assunto abordado, energia solar, ja foi retratado em outro artigo da Revista Ciência do Ambiente.
Porém, a nossa proposta é para uma situação totalmente distinta; locais de difícil acesso a energia elétrica.
Acreditamos que esta alternativa é válida pois não agride o meio ambiente, entretanto ela não é vista pela
maioria da sociedade cabendo a nós, estudantes, pesquisar e informar as pessoas.
Um integrante do nosso grupo nos contou sobre um conhecido que possui uma chácara no bairro
Martins Guimarães em São José dos Campos (SP), para a qual ele se dirige todos os fins de semana, a fim de
“fugir” do dia-a-dia estressante da vida urbana.
Nesta chácara a energia elétrica não é disponível com facilidade. Para driblar essa situação, o Sr.
Sebastião utiliza um gerador de 5000W responsável por fornecer energia de alguns aparelhos domésticos,
chuveiro e iluminação de uma pequena casa da chácara.
Diante deste fato, analisamos o gerador em questão. Verificamos que este gerador é movido a
Gasolina e possui a capacidade de fornecer energia suficiente para toda a demanda energética da casa.
Também fomos informados que a diária na casa consome aproximadamente 5 litros de gasolina.
Juntos analisamos os gastos de cada eletrodoméstico e pesquisamos como poderíamos substituir o
gerador por uma fonte de energia solar. Através de qual tipo de placa foto-voltaica e quantas deveriam ser
implantadas, qual o custo dessa substituição e em quanto tempo o Sr. Sebastião teria o retorno financeiro
desse investimento.
Inicialmente procuramos
informações técnicas e financeiras sobre o
gerador utilizado na chácara do Sr.
Sebastião. O gerador tem a potência de
5000W, é movido a gasolina, e na sua
residência constatamos em uma visita 3
lâmpadas incandescentes, um frigobar, um chuveiro elétrico e uma televisão de 20’’ colorida.
Com tais dados em mão realizamos uma estimativa do total de energia utilizada em um dia:
Tabela 1 – Itens utilizados na chácara
Observamos que no total é utilizado 3590W.h em um dia. Outra informação coletada na visita é que o
gasto médio diário de gasolina é de 5 litros. Dado que a gasolina está com um preço médio de R$2,50
(junho/2012), o senhor está gastando diariamente cerca de R$12,50 para manter o gerador funcionando e
atendendo sua demanda de energia atual. Observando a situação de um ponto de vista ambiental, fizemos
uma estimativa do quanto o gerador polui o ambiente por litro de gasolina:
Tabela 2 – Análise da gasolina utilizada na chácara
Pegando uma situação ideal, na qual a
combustão da gasolina seja completa tem-se a reação
de combustão:
Desta reação tiramos que a proporção de gasolina - CO2 é de 1:8. Portanto para 1 L de gasolina emite
8 Litros de dióxido de carbono. Utilizando a densidade do CO2 chegamos ao valor de 15,84g de CO2 para
cada litro de gasolina. É importante dizer também que esse é um caso ideal. Na combustão incompleta há
emissão de outros gases poluentes como o monóxido de carbono.Com o valor médio gasto de gasolina,
calculamos a emissão de CO2 como 79,2g/dia.Um exemplo para ilustrar nossos cálculos é a emissão de um
automóvel. Em um final de semana o senhor consome em média 10 Litros de gasolina, o equivalente a um
veículo popular percorrendo de 80 a 100km. Ou seja, é uma quantidade de poluente relevante.
Tendo em vista o custo que o dono do sítio tem com a gasolina utilizada com o gerador, e a
quantidade de gases poluentes geradas na combustão, propomos a mudança na geração elétrica utilizando
geradores acoplados a painéis solares. Ultimamente esse tipo de tecnologia energética está se tornando mais
barata devido ao aumento do número de residências que a utilizam e do número de empresas que
disponibilizam tal serviço. Levando em conta o consumo em KWh do sítio buscamos em empresas que
possuem produtos que atenderiam a demanda. Levando em conta o custo-benefício dos materiais envolvidos,
encontramos os seguintes produtos como melhores:
Tabela 3 – Quantidade de produtos utilizados
Item
Painéis Solares Fotovoltaicos Jetion JT140PFe (140Wp)
Controladores de Carga Morningstar ProStar PS30 (sem display) 12/24V
Inversor Unitron iVolt - 1000W / 12Vcc / 115 Vac / 60Hz
n
6
2
2
Como foi previamente aferido, o gasto diário total do sítio seria de 3590W.h, porém tendo em vista
que o consumo do chuveiro é de 1050W.h, o que representa pouco menos ⅓ do consumo total, propomos a
substituição do chuveiro elétrico por um sistema de aquecimento solar que não utiliza energía elétrica.
Também realizamos uma pesquisa e encontramos o seguinte produto com o melhor custo benefício:
Aquecedor Solar 200 Litros Belosol Autosustentável – ThermoSystem.
Figura 1 – Aquecedor Solar 200 Litros Belosol
Sendo assim, o consumo total do sítio seria diminuído
para 2540W.h. Dessa forma, de acordo com as
especificações técinas do gerador solar ( conjunto de três
ítens citados acima ) com a exposição diária de 6 hrs seria
gerado pelo sistema um total de 3000 W.h. De acordo com o
mapa abaixo, a região onde se situa o sítio recebe uma média
de 6 a 6.5 horas de sol, o que habilita o sistema proposto de
geração energética.
Figura 2 – Radiação Solar no Brasil
Finalmente, realizamos uma comparação do
custo de instalação de todo o sistema
baseado em energia solar e do custo de
manutenção do sistema baseado no gerador
a combustão. Estimamos, através de
informações colhidas, que o dono do sítio
passa 100 dias por ano no local e que o custo
diário com a gasolina é de R$12,50, assim,
o gasto anual é de R$1250,00. Encontramos,
através de uma pesquisa de mercado que
custo total do sistema fotovoltaico é de
R$7000,00 e que o custo do sistema de aquecimento de água solar é de R$900,00, totalizando R$7900,00.
Sendo assim, considerando que ambos os sistemas precisariam de reparos ocasionais e desconsiderando os
seus custos, o dono do sítio levaria 6.32 anos para recuperar o investimento no sistema alternativo. Sendo que
após a instalação do sistema não haveriam custos relacionados com o tempo gasto em providenciar o
combustível, pois o sistema é auto-suficiente. A estimativa de duração do sistema fotovoltaico fornecida pelo
fabricante é de 20 anos, e do sistema de aquecimento solar é de 10 anos. Ou seja, A longo prazo o
investimento é justificado.
AGRADECIMENTOS: Agradecemos ao Srº Sebastião N. Almeida, por toda atenção prestada e pela
paciência de nos acompanhar em sua chácara para realizarmos a coleta de dados. Agradecemos também ao
professor Carlos F. S. de Andrade no auxílio e orientação para realização do projeto, pois suas diretrizes e
dicas nos conduziram de fato à conscientização da questão ambiental.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
CAMARGO, A.R. et al, Auto sustentabilidade energética da Universidade Estadual de Campinas por meio
do estudo da energia solar. Vol. 6, nº 2. Disponível em:
http://www2.ib.unicamp.br/revista/be310/index.php/be310/article/viewFile/242/186. Acesso em 23 de
junho de 2012.
RENOVE, 2010. Disponível em:
http://www.renove.org.br/index.php?option=com_content&view=article&id=23&Itemid=71&lang=pt
Acesso em 25 de junho de 2012.
SOLAREX, 2011. Disponível em:
http://www.solarex.com.br/?GCLID=CJXHW5BM6LACFQAXNQODCHJO2Q#!FAQ. Acesso em 25 de
junho de 2012.
WIKIPEDIA, 2012. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Gasolina. Acesso em 24 de junho de 2012.