Neste tópico é apresentada uma análise dos potenciais de aplicação de sistemas de aproveitamento da energia solar fotovoltaica no estado da Paraíba.

Potencial teórico

Entende-se por potencial teórico o potencial disponível para geração solar fotovoltaica assumindo que os módulos seriam instalados em condições ideais para geração fotovoltaica, i.e., módulos orientados para o norte geográfico com inclinação de 10° em relação ao plano horizontal e sem sombreamento.

O cálculo do potencial teórico utilizou a base de dados de Irradiação Global no Plano Inclinado a 10° (GTI₁₀), assumindo o aproveitamento de todos os espaços possíveis do território da Paraíba para geração solar – taxa de ocupação em 100%. Para esta análise, nenhum tipo de restrição espacial foi adotada, de modo que áreas protegidas e alagadas também foram incluídas no cálculo.

Perdas óticas e elétricas na geração e transmissão de energia não foram consideradas, pois se projeta para o futuro o desenvolvimento e aprimoramento tecnológico. Esta premissa equivale a assumir uma Taxa de Desempenho do sistema fotovoltaico igual a 100%.

Além das premissas descritas acima, o cálculo assumiu:

• a área do Estado da Paraíba igual a 56.467,242 km² (IBGE, 2022);
• o valor médio da Irradiação Global Inclinada a 10° (GTI₁₀) no território parai-bano determinado em 5,73 kWh/m².dia;
• a utilização de módulos fotovoltaicos com a tecnologia mais difundida no mercado atualmente – silício monocristalino, bifacial com potência de 650Wp, com área aproximada de 3,1 m² e eficiência de 21%.

Uma vez adotadas essas premissas, o potencial teórico obtido é de, aproximadamente, 12 TWp, capaz de gerar em torno de 70 TWh/dia ou 25.550 TWh/ano. A título de ilustração, uma área com apenas 0,02% do Estado da Paraíba seria suficiente para gerar quantidade de eletricidade equivalente ao consumo de energia de todo o estado no ano de 2021, que foi de 5.881GWh.

Potencial técnico

Assim como na determinação do potencial teórico, a avaliação do potencial técnico de geração fotovoltaica assume as condições ideais para geração, ou seja, módulos orientados para o norte geográfico com inclinação a 10º em relação ao plano horizontal e sem sombreamento. Além disso, as seguintes premissas foram estabelecidas:

• potencial teórico calculado anteriormente;
• exclusão de áreas com restrições ambientais e geográficas: adutoras, áreas de preservação permanente (margem de 50 metros para cursos d'água), massa d'água (margem de 100 metros), canais de transposição (margem de 50 metros), áreas urbanas (margem de 500 metros), declividades maiores que 5 graus, rodovias (margem de 100 metros), ferrovias (margem de 100 metros), terras indígenas, terras quilombolas, unidades de conservação;
• perdas óticas e elétricas no sistema fotovoltaico foram consideradas utilizando uma Taxa de Desempenho (performance ratio) igual a 75%;
• taxa de ocupação com módulos fotovoltaicos igual a 44 MWp/km², valor típico observado em usinas fotovoltaicas centralizadas operando no território brasileiro.

Considerando-se estas premissas, o potencial técnico foi determinado em aproximadamente 1,54 TWp, capaz de gerar em torno de 6,88 TWh/dia ou 2.512 TWh/ano.

Potencial econômico – I

O primeiro cenário econômico para o potencial de geração fotovoltaica assume como ponto de partida o potencial técnico determinado no tópico anterior, adicionando uma restrição para a distância entre o local de interesse para geração e o ponto próximo para conexão ao Sistema Interligado Nacional (SIN):

• distância máxima igual ou inferior a 30km do ponto de conexão com a rede (linhas superiores a 69 kV).

Dessa forma, o resultado obtido para o potencial econômico I é de aproximadamente 1,46 TWp, capaz de gerar em torno de 6,51 TWh/dia ou 2.375 TWh/ano.

Potencial econômico – II

O segundo cenário de potencial econômico tem como premissa, além daquelas consideradas nos cenários anteriores, a seguinte restrição:

• distância máxima do ponto de conexão com a rede (linhas superiores a 69 kV) igual ou inferior a 10km.

Assim, o potencial econômico II resulta em aproximadamente 907 GWp, capaz de gerar em torno de 4,05 TWh/dia ou 1.479 TWh/ano. Para entender sua representatividade, esse potencial econômico indica que apenas 0,14% da área do estado seria suficiente para gerar uma quantidade de eletricidade igual ao consumo registrado no ano de 2021 para toda a Paraíba, cerca de 5.881 GWh.

Potencial econômico – III

O terceiro cenário adotado para o potencial econômico do recurso solar no estado da Paraíba tem como objetivo avaliar o aproveitamento da energia solar em sistemas de geração distribuída instalados em telhados das edificações em áreas urbanas. Para tal, as seguintes premissas foram adotadas:

• orientações indicadas na Nota Técnica DEA/EPE 19/14 - Inserção da Geração Fotovoltaica Distribuída no Brasil – Condicionantes e Impactos;
• informações sobre a quantidade e tipo de residências (casa ou apartamento) foram obtidas do CENSO 2010 do IBGE para áreas urbanas (fonte: https://sidra.ibge.gov.br/); quando da impressão deste documento, dados detalhados do Censo 2022 ainda não estavam disponíveis;
• assumiu-se a área média 85 m² de telhado para as casas e 15 m² por apartamento;
• adotou-se o total de domicílios em área urbana no Estado da Paraíba de 829.761 a partir de dados do IBGE (2022);
• fator de aproveitamento de 30% da área final encontrada para sistemas fotovoltaicos conectados à rede;
• base de dados de Irradiação Global no Plano Inclinado a 10° (GTI₁₀);
• sistema de geração com base em módulos fotovoltaicos Mono-PERC com potência aproximada de 650 Wp, área aproximada de 3,1 m² e eficiência de 21%.

Considerando-se as premissas indicadas, estima-se o potencial econômico III em aproximadamente 4,16 GWp, capaz de gerar em torno de 17,87 GWh/dia ou 6,52 TWh/ano, ou seja, energia superior à demanda de eletricidade do estado, sendo possível exportar o excedente para o Sistema Interligado Nacional (SIN).

A Figura 5.1 apresenta o conceito de geração distribuida.

Figura 5.1 - Instalações fotovoltaicas em residências, em indústrias ou edificações e em áreas rurais.