UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS, LETRAS E ARTES PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GESTÃO DE PROCESSOS
INSTITUCIONAIS
MESTRADO PROFISSIONAL EM GESTÃO DE PROCESSOS INSTITUCIONAIS
EBERTON JOSÉ DA SILVA FERREIRA
PLANO DE VIABILIDADE PARA A IMPLANTAÇÃO DA ENERGIA FOTOVOLTAICA NA FACULDADE DE CIÊNCIAS DA SAÚDE DO TRAIRI - FACISA/UFRN
NATAL/RN 2020
EBERTON JOSÉ DA SILVA FERREIRA
PLANO DE VIABILIDADE PARA A IMPLANTAÇÃO DA ENERGIA FOTOVOLTAICA NA FACULDADE DE CIÊNCIAS DA SAÚDE DO TRAIRI - FACISA/UFRN
Trabalho de conclusão de curso de Mestrado apresentado ao Programa de Pós-graduação em Gestão de Processos Institucionais, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como requisito parcial à obtenção do título de Mestre em Gestão de Processos.
Orientador: Prof. Dr. Marcelo Rique Carício
Coorientadora: Profa. Dra. Patrícia Borba Vilar Guimarães
NATAL/RN 2020
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Setorial do Centro de Ciências Humanas, Letras e Artes - CCHLA
Elaborado Por Heverton Thiago Luiz Da Silva - Crb-15/710 Ferreira, Eberton Jose da Silva.
Plano de viabilidade para a implantação da energia fotovoltaica na Faculdade de Ciências da Saúde do Trairi - Facisa/UFRN / Eberton Jose da Silva Ferreira. - Natal, 2020. 50f.: il. color.
Dissertação (mestrado) - Centro de Ciências Humanas, Letras e Artes, Programa de Pós-Graduação em Gestão de Processos
Institucionais, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020.
Orientador: Prof. Dr. Marcelo Rique Carício.
Coorientador: Profa. Dra. Patrícia Borba Vilar Guimarães.
1. Eficiência Energética - Dissertação. 2. Energia
Fotovoltaica - Dissertação. 3. Sustentabilidade - Dissertação. I. Carício, Marcelo Rique. II. Guimarães, Patrícia Borba Vilar. III. Título.
EBERTON JOSÉ DA SILVA FERREIRA
PLANO DE VIABILIDADE PARA A IMPLANTAÇÃO DA ENERGIA FOTOVOLTAICA NA FACULDADE DE CIÊNCIAS DA SAÚDE DO TRAIRI - FACISA/UFRN
Trabalho de conclusão de curso de Mestrado apresentado ao Programa de Pós-graduação em Gestão de Processos Institucionais, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como requisito parcial à obtenção do título de Mestre em Gestão de Processos.
Aprovado em: 07/08/2020
BANCA EXAMINADORA
______________________________________ Prof. Dr. Marcelo Rique Carício
Orientador
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
______________________________________ Profa. Dra. Patrícia Borba Vilar Guimarães
Membro interno
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
______________________________________ Prof. Dr. Carlos David Cequeira Feitor
Membro interno
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
______________________________________ Prof. Dr. Miler Franco D Anjour
Membro externo
Dedico à minha mãe, Francisca, como retribuição e reconhecimento por ter despertado em mim o interesse inicial pelos estudos.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus e à Santa Rita de Cássia, pela graça alcançada em poder participar deste Programa de Mestrado.
Aos meus pais, Francisca e José Ferreira, pela força e apoio às minhas decisões em especial a minha mãe, pelos muitos esforços realizados para que nunca faltasse nada em meus estudos, nunca esquecerei.
A todos os meus familiares, em especial à minha avó, Maria Pureza Ferreira, por tudo o que fez por mim nos meus momentos de dificuldades, tudo isto ficará guardado.
Ao meu grupo de trabalhos (Daniel Bessa, Felipe Medeiros e José Teles) que me acompanhou e continuou unido desde o primeiro período até este momento.
A todos os meus amigos que direta ou indiretamente contribuíram para a realização deste trabalho.
A toda a equipe de professores deste Programa em especial ao meu orientador, Prof. Marcelo Rique e a minha brilhante co-orientadora, Profª Patrícia Borba pelas suas sábias orientações e tranquilidade transmitida.
E à Universidade Federal do Rio Grande do Norte por meio da Faculdade de Ciências da Saúde do Trairi – FACISA que me concedeu a oportunidade deste curso, pelo incentivo e colaboração no fornecimento dos dados necessários para o desenvolvimento deste estudo.
Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma.
RESUMO
No contexto atual vivenciado pelas universidades públicas brasileiras, no qual são constantes os cortes de verbas e crescente a escassez de recursos, tem-se exigido cada vez mais dos gestores e demais entes públicos a adoção de medidas que permitam manter a qualidade e a eficiência em suas atividades. Nessa perspectiva, a temática da eficiência energética, por meio da geração de energia fotovoltaica, ganha espaço por se tratar de um mecanismo rápido e limpo de redução de consumo de energia elétrica e custos inerentes aos seus desperdícios. Atualmente, o consumo de energia elétrica é um dos maiores gastos da Universidade Federal do Rio Grande do Norte. O Decreto nº 7.746/2012, que regulamenta o Art. 3º da Lei de Licitações (Lei nº 8.666/1993), estabeleceu a obrigação da administração pública federal direta, autárquica e fundacional de elaborar e implementar Planos de Gestão de Logística Sustentável prevendo práticas de sustentabilidade e racionalização do uso de materiais e serviços. Alguns anos antes, em 1999, o Governo Federal instituiu a Agenda Ambiental na Administração Pública, um programa do Ministério do Meio Ambiente que busca a revisão dos padrões de produção e consumo e a adoção de novos referenciais de sustentabilidade ambiental na administração pública. Pensando nisso, a Resolução nº 040/2017 – CONSAD, de 21 de setembro de 2017, estabeleceu normas sobre a organização, elaboração e acompanhamento do Plano de Gestão de Logística Sustentável da UFRN. Assim, é dever não só das universidades, mas de qualquer governo ou órgão que esteja dentro da administração pública, investir em meios alternativos e sustentáveis para o desenvolvimento do seu país, Estado ou município. Deste modo, enquanto instituição que reúne os eixos de ensino, pesquisa e extensão, procura-se neste estudo, apresentar um plano de viabilidade para a adoção da energia fotovoltaica, buscando contribuir, mesmo que em pequena escala, para a diversificação da matriz energética brasileira e a redução de custos da Faculdade de Ciências da Saúde do Trairi, que é uma unidade acadêmica especializada da UFRN, situada na cidade de Santa Cruz/RN. O trabalho consiste primeiramente em realizar pesquisa bibliográfica e análise documental bem como entrevistar profissionais que atuam na área de geração desse tipo de energia, buscando a expertise necessária referente ao tema. Após isto, apresentar contextualização teórica bem como demonstração de casos práticos aplicados em outras instituições federais de ensino superior quanto ao uso da energia solar em suas estruturas. Feito isto, o próximo passo foi analisar as faturas de 12 meses de consumo de energia elétrica da unidade. Logo após, analisou-se quais tipos de equipamentos seriam os mais econômicos e adequados para o dimensionamento do potencial de consumo da FACISA. Após isto, procedeu-se com estimativa de valores e tempo para a recuperação financeira do investimento necessário. Ao final do estudo, constatou-se que há viabilidade para implantação do sistema proposto tanto sob o aspecto da sustentabilidade quanto no âmbito financeiro, visto que o tempo de retorno do investimento inicial é relativamente curto e os benefícios gerados ao meio ambiente e oferecidos à sociedade são imediatos e duradouros.
Palavras-Chave: Eficiência Energética. Matriz energética. Energia fotovoltaica. Sustentabilidade.
ABSTRACT
In the current context experienced by Brazilian public universities, in which the cuts in funds are constant and the scarcity of resources is increasing, managers and other public entities have been increasingly required to adopt measures to maintain quality and efficiency in their activities. In this perspective, the theme of energy efficiency through the generation of photovoltaic energy gains space because it is a fast and clean mechanism for reducing electricity consumption and costs inherent to its waste. Currently, electricity consumption is one of the biggest expenses of the Federal University of Rio Grande do Norte. Decree No. 7,746 / 2012, which regulates Article 3 of the Bidding Law (Law No. 8,666 / 1993) established the obligation of the direct, autonomous and foundational federal public administration to prepare and implement Sustainable Logistics Management Plans providing for sustainability practices and rationalization of the use of materials and services. A few years earlier, in 1999, the Federal Government instituted the Environmental Agenda in Public Administration, a program of the Ministry of the Environment that seeks to review production and consumption standards and to adopt new benchmarks for environmental sustainability in public administration. With that in mind, Resolution No. 040/2017 - CONSAD, of September 21, 2017, established rules on the organization, preparation and monitoring of the Sustainable Logistics Management Plan at UFRN. Thus, it is the duty not only of universities, but of any government or body that is within the public administration, to invest in alternative and sustainable means for the development of their country, state or municipality. Thus, as an institution that brings together the axes of teaching, research and extension, this study seeks to present a feasibility plan for the adoption of photovoltaic energy, seeking to contribute, even on a small scale, to the diversification of the Brazilian energy matrix. and the cost reduction of the Faculty of Health Sciences of Trairi, which is a specialized academic unit at UFRN, located in the city of Santa Cruz / RN. The work consists primarily of conducting bibliographic research and document analysis as well as interviewing professionals who work in the area of generating this type of energy, seeking the necessary expertise on the subject. After that, present theoretical context as well as demonstration of practical cases applied in other federal higher education institutions regarding the use of solar energy in their structures. That done, the next step was to analyze taking into account the unit's 12-month electricity bills. Soon after, it was analyzed which types of equipment would be more economical and suitable for the dimensioning of FACISA's consumption potential. After that, proceeded with estimation of values and time for the financial recovery of the necessary investment. At the end of the study, it was found that there is feasibility for the implementation of the proposed system both in terms of sustainability and in the financial sphere, since the return time of the initial investment is relatively short and the benefits generated to the environment and offered to society are immediate and lasting.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Sistema de Compensação de Energia Elétrica... 21 Figura 2 – Participação das fontes na capacidade instalada brasileira... 23 Figura 3 – Evolução da Potência Instalada (MW) Operacional da Fonte Solar
Fotovoltaica no Brasil 24
Figura 4 – Cálculo do Plano Inclinado... 32 Figura 5 – Vista aérea lateral dos dois blocos da FACISA/UFRN... 33 Figura 6 –
Gráfico 1 –
Vista aérea total dos telhados dos dois blocos da FACISA/UFRN ... Consumo de energia dos últimos 12 meses ...
33 35
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 – Eixos Temáticos da Agenda Ambiental na Administração Pública...18
Quadro 2 – Caracterização das contas Grupo - A e consumo dos últimos 12 meses ... 34
Quadro 3 – Resumo dimensionamento – Grupo A... 36
Quadro 4 – Proposta de equipamento – Grupo A ... 37
Quadro 5 – Dimensionamento para instalação dos painéis – Grupo A ... 38
Quadro 6 - Payback para 10 anos (retorno do investimento – Grupo A) ... 39
Quadro 7 – Proposta de equipamento – Grupo B ... 41
Quadro 8 – Dimensionamento para instalação dos painéis – Grupo B ... 42
Quadro 9 – Payback para 10 anos (retorno do investimento Grupo B) ... 43
LISTA DE ABREVIAÇÕES
ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica
A3P Agenda Ambiental na Administração Pública CONSAD Conselho de Administração
COSERN Companhia Energética do Rio Grande do Norte
CRESESB Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de S. Brito FACISA Faculdade de Ciências da Saúde do Trairi
HUAB Hospital Universitário Anna Bezerra IFRN Instituto Federal do Rio Grande do Norte
IFSULDEMINAS Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sul de Minas PROAD Pró-Reitoria de Administração
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO E PROBLEMA ... 12 1.1 OBJETIVOS ... 14 1.1.1 Geral ... 14 1.1.2 Objetivos Específicos ... 14 1.2 JUSTIFICATIVA ... 15 1.2.1 Justificativa Pessoal ... 15 1.2.2 Justificativa Social ... 15 1.2.3 Justificativa Institucional-Acadêmica... 16 2 REFERENCIAL TEÓRICO ... 17
2.1 AGENDA AMBIENTAL NA ADMINISTRAÇÃO PÚBLICA E O PLANO DE LOGÍSTICA SUSTENTÁVEL DA UFRN ... 17
2.2 ENERGIA SOLAR E REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL ... 20
2.3 O USO DA ENERGIA SOLAR NO BRASIL ... 22
2.4 O BRASIL NO CENÁRIO MUNDIAL DO DESENVOLVIMENTO DE ENERGIA SOLAR 25 2.5 VANTAGENS SOCIOAMBIENTAIS E LIMITAÇÕES ... 26
3 METODOLOGIA DA PESQUISA ... 27
3.1 CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DA FACISA ... 28
3.2 A PRÁTICA DO BENCHMARKING POR MEIO DA OBSERVÂNCIA DE OUTRAS INSTITUIÇÕES DE ENSINO SUPERIOR NO BRASIL QUANTO AO USO DE ENERGIA SOLAR 28 4 RESULTADOS ... 31
4.1 PROCEDIMENTOS PARA INSTALAÇÃO ... 31
4.2 DADOS PARA DIMENSIONAMENTOS DAS CONTAS CLASSIFICADAS COMO GRUPO–A ... 34
4.2.1 Dimensionamento do sistema fotovoltáico de energia baseado na média de consumo dos últimos 12 meses ... 36
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS DA PESQUISA ... 46
REFERÊNCIAS ... 48
ANEXO A – FATURA DE ENERGIA ELÉTRICA DA FACISA (DEMANDA CONTRATADA) ... 50
1 INTRODUÇÃO E PROBLEMA
A perspectiva da sustentabilidade nos dias atuais está em pleno crescimento. Dentro desse contexto, no qual as ações, produtos e serviços oferecidos aos cidadãos estão cada vez mais disponíveis para acompanhamento, também é crescente o número de pessoas que valorizam e optam por produtos e serviços que prezem pela conservação e preservação dos recursos naturais para as gerações futuras. Pensando nisso, e por fazer parte do quadro de servidores da Faculdade de Ciências da Saúde do Trairi (FACISA), a proposta oferecida neste estudo é apresentar um plano de viabilidade para utilização da energia fotovoltaica em suas instalações. Esta escolha levou em consideração, como principal aspecto, o fato de que atualmente, o consumo de energia elétrica se configura como um dos maiores gastos da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Nessa perspectiva, a temática da eficiência energética por meio da geração de energia fotovoltaica ganha espaço por se tratar de um mecanismo rápido e limpo de redução de consumo de energia elétrica e custos inerentes aos seus desperdícios. Além disso, a região na qual se situa esta unidade acadêmica especializada da UFRN possui imenso potencial para geração de energia solar, isto devido ao fato de estar próxima à linha do Equador, assim, recebe alta incidência solar durante todo o dia, com pouca variação ao longo das estações do ano. Para a cidade de Santa Cruz/RN, esse índice é de 5,47 e pode ser consultado no site do Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de S. Brito – CRESESB (www.cresesb.cepel.br).
Dessa forma, além de contribuir para a redução do consumo de energia elétrica, este estudo irá se tornar mais um instrumento institucional-acadêmico de auxílio ao Plano de Gestão de Logística Sustentável da UFRN (PLS-UFRN) que é regido pela Resolução nº 040/2017 do Conselho de Administração (CONSAD), de 21 de setembro de 2017, e que por sua vez também irá colaborar com a consecução dos objetivos propostos na Agenda Ambiental na Administração Pública (A3P), que é um programa do Ministério do Meio Ambiente, com o objetivo de estimular os órgãos públicos do país a implementarem práticas de sustentabilidade, visto que é papel da Universidade, enquanto parte dessa estrutura pública, ser impulsionadora de boas práticas e atuar no desenvolvimento local e regional, tendo papel estratégico na promoção e indicação de novos padrões de produção e de consumo, sendo exemplo na redução de impactos socioambientais negativos gerados pela atividade pública, e ainda pelo fato de possuir grande poder multiplicador devido à imensa visibilidade de suas ações.
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Assim, espera-se ao final deste estudo, ter contribuído de maneira significativa no que diz respeito à disponibilização de um produto final atrativo e viável em termos de sustentabilidade, uma vez que objetiva estimular, mesmo que em pequena parcela, o aumento da participação da fonte solar na matriz energética brasileira. Diante de um cenário de crise e escassez de recursos, o desenvolvimento de meios econômicos e sustentáveis de produção e consumo de energia auxilia tanto a Universidade quanto ao Governo na prestação de produtos e serviços à população, sem perder o padrão e a qualidade destes.
Nessa senda, como medidas iniciais a serem adotadas estão: a verificação da situação atual das instalações físicas da unidade e dos equipamentos existentes nos seus laboratórios e demais ambientes internos, analisar os custos atuais com energia elétrica e de acordo com a demanda contratada atual, propor os equipamentos ideais para geração da energia fotovoltaica, verificar a disponibilidade de local para disposição das placas solares além de divulgar e envolver no processo de uso consciente de energia todos os servidores, discentes e demais membros da comunidade acadêmica.
Para dar inicio a este estudo, procurou-se a devida orientação técnica junto a empresas que prestam serviços na área de energia solar. Paralelamente a isso, buscou-se também reunir materiais de referência sobre o assunto para lastrear o estudo, seja por meio de livros, sites ou busca em órgãos reguladores como a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e o Centro de Pesquisa em Energia Solar Fotovoltáca do Instituto Federal do Rio Grande do Norte (IFRN), por meio do Professor Augusto César Fialho Wanderley, que sempre teve participação marcante nos projetos relacionados a este tema na instituição. No caso do IFRN, a temática da eficiência energética foi atrelada ao seu Plano de Desenvolvimento Institucional, para os anos de 2014 a 2018, norteando até os seus projetos arquitetônicos, de modo a contemplar aspectos relacionados à eficiência energética, tais como: ventilação e iluminação natural. (INSTITUTO FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE, 2016).
No Brasil, a possibilidade de utilização desse tipo de energia (fotovoltaica) concomitantemente com a energia elétrica se deu em 17 de abril de 2012, com a publicação da Resolução Normativa (RN) N° 482/20121, que é considerada o marco regulatório em GD
(Geração Distribuída) no país e será abordado com mais detalhes logo adiante.
Diante do exposto, associado ao contexto vivenciado pelas universidades públicas brasileiras, no qual são constantes os cortes de verbas e crescente a escassez de recursos,
1 Agência Nacional de Energia Elétrica. Resolução Normativa nº 482, de 17 de abril de 2012. Estabelece as condições gerais para o acesso de microgeração e minigeração distribuída aos sistemas de distribuição de energia elétrica, o sistema de compensação de energia elétrica, e dá outras providências (AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, 2012).
como a utilização de um sistema de energia fotovoltaica pode ser viável para que a FACISA e consequentemente a UFRN consigam minimizar impactos gerados pela atividade pública e ainda contribuir para a preservação e conservação do meio ambiente?
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 Geral
▪ Elaborar um plano de viabilidade para a utilização de energia fotovoltaica na FACISA/UFRN.
1.1.2 Objetivos Específicos
▪ Levantar custos atuais com energia elétrica e demanda contratada;
▪ Buscar experiências correlatas em outras Instituições de Ensino Superior; ▪ Levantar custos de aquisição e modelos dos materiais necessários para a
implantação do sistema de energia fotovoltaica;
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1.2 JUSTIFICATIVA
A justificativa para a idealização e realização deste estudo encontra-se sustentada em três pilares motivacionais que são: A motivação pessoal, a social e a institucional-acadêmica, que serão detalhados a seguir.
1.2.1 Justificativa Pessoal
Por fazer parte do quadro de servidores da Faculdade de Ciências da Saúde do Trairi há 4 (quatro) anos e preocupado com o atual cenário do país, principalmente no que compete às universidades públicas, que já há algum tempo estão passando por cortes sequenciais de verbas, a escassez de recursos já é uma realidade palpável, assim, procurou-se de alguma forma ajudar à instituição a passar por esse momento de contenção de despesas e racionalização de gastos indicando alternativas práticas e efetivas para tal. Dessa forma, foram analisados os gastos gerais da Unidade e verificou-se que a energia elétrica é atualmente um dos maiores gastos não só da FACISA, mas da Universidade Federal do Rio Grande do Norte em sua totalidade.
1.2.2 Justificativa Social
Devido ao notório crescimento do interesse da sociedade por práticas sustentáveis de operacionalização, levando-se em consideração a otimização da utilização dos recursos naturais de forma consciente e não degradante, associada à preocupação em preservar e conservar o meio ambiente para as gerações futuras, causando os menores impactos possíveis no ecossistema, o presente estudo busca propor um plano de viabilidade para a implantação da energia fotovoltaica na FACISA/UFRN, uma unidade acadêmica especializada na área da saúde, localizada na cidade de Santa Cruz/RN, que possui imenso potencial natural para a geração desse tipo de energia, por estar próxima à linha do Equador, recebendo assim alta incidência de sol durante todo o dia. Ao contrário da energia advinda das hidrelétricas, esta não causa alterações significativas no ecossistema pois não é necessário inundar vastas áreas para acúmulo de águas para sua utilização, podendo ser utilizados espaços já urbanizados como tetos e coberturas sem alterar significativamente o ecossistema da região.
1.2.3 Justificativa Institucional-Acadêmica
Busca-se nesse estudo, contribuir de maneira efetiva e pedagógica para consecução do Plano de Logística Sustentável da UFRN e consequentemente para a Agenda Ambiental na Administração Pública, bem como, mesmo em pequena parcela, para a diversificação da matriz energética brasileira que ainda é predominantemente composta pela geração de energia advinda das hidrelétricas. Também foi levado em consideração o fim do chamado “Fundo de Compensação” que é uma complementação financeira dada pelo campus central para incrementar o valor anual percebido pelas unidades acadêmicas da UFRN localizadas no interior do Estado do Rio Grande do Norte, dentre elas a FACISA, assim, a economia gerada com esse sistema de geração de energia, poderia ser convertida em ajuda financeira a estas unidades para que os impactos deste corte não sejam sentidos de forma tão severa. Na esfera acadêmica o modelo proposto poderá servir de base para estimular estudos posteriores sobre melhoramento do potencial de aproveitamento da fonte de reserva desse tipo de energia que são as baterias. Com a implantação das usinas fotovoltaicas, além do aspecto da economia de recursos financeiros, seria gerada a oportunidade para que docentes e discente passem a utilizar essas usinas como laboratórios para aprofundar o conhecimento sobre as fontes renováveis, a pesquisa e a inovação nesta área.
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2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 AGENDA AMBIENTAL NA ADMINISTRAÇÃO PÚBLICA E O PLANO DE LOGÍSTICA SUSTENTÁVEL DA UFRN
Em 1999, o Governo Federal instituiu a Agenda Ambiental na Administração Pública (A3P) como um projeto do Ministério do Meio Ambiente que buscava a revisão dos padrões de produção e consumo e a adoção de novos referenciais de sustentabilidade ambiental nas instituições da administração pública.
Com a publicação do Decreto nº 7.746/2012 que regulamenta o Art. 3º da Lei de Licitações (Lei nº 8.666/1993) ficou estabelecida a obrigação da administração pública federal direta, autárquica (que é o caso da UFRN) e fundacional de elaborar e implementar Planos de Gestão de Logística Sustentável prevendo práticas de sustentabilidade e racionalização do uso de materiais, recursos naturais e serviços (BRASIL, 2012).
Dentro desse contexto, surgiu a Resolução nº 040/2017 – CONSAD, de 21 de setembro de 2017, que estabeleceu normas sobre a organização, elaboração e acompanhamento do Plano de Gestão de Logística Sustentável da UFRN (PLS-UFRN), definindo que ele deveria estar alinhado com o Plano de Desenvolvimento Institucional e o Plano de Gestão, permitindo a cada Unidade da Universidade, inclusive a FACISA, estabelecer práticas de sustentabilidade e racionalização de gastos e processos de trabalhos da Instituição (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE, 2017).
O Plano é constituído por um conjunto de 9 (nove) Planos de Ação (PA), cada um contendo metas gerais que abrangem todos os campi e metas específicas compatíveis com a realidade de cada campus, direcionadas para a implantação, monitoramento e avaliação de práticas de sustentabilidade e racionalização do uso de materiais e serviços (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE, 2017)
Como já foi dito, a Agenda Ambiental na Administração Pública (A3P) é um programa do Ministério do Meio Ambiente que objetiva estimular os órgãos públicos do país a implementarem práticas de sustentabilidade. A adoção da A3P demonstra a preocupação do órgão em obter eficiência na atividade pública enquanto promove a preservação do meio ambiente. Ao seguir as diretrizes estabelecidas pela Agenda, o órgão público protege a natureza e, em consequência, consegue reduzir seus gastos (AGENCIA AMBIENTAL NA ADMINISTRAÇÃO PÚBLICA, [201-]).
Em sua estrutura atual a A3P possui 6 Eixos temáticos que serão descritos no quadro a seguir:
Quadro 1 – Eixos Temáticos da Agenda Ambiental na Administração Pública
EIXOS TEMÁTICOS DA
AGENDA AMBIENTAL NA ADMINISTRAÇÃO PÚBLICA
1 - Uso Racional dos Recursos Naturais e Bens Públicos; 2 - Gestão Adequada dos Resíduos Gerados;
3 - Qualidade de Vida no Ambiente de Trabalho; 4 - Sensibilização e Capacitação dos Servidores; 5 - Licitações Sustentáveis;
6 - Construções Sustentáveis.
Fonte: Dados da pesquisa (2020).
A temática da energia é abordada em três desses eixos, primeiramente no Uso Racional dos Recursos Naturais e Bens Públicos que consiste em usar de forma econômica e racional estes recursos evitando o seu desperdício. Engloba o uso racional de energia, água e madeira, além do consumo de papel, copos plásticos e outros materiais de expediente. Depois no eixo das Licitações Sustentáveis, no tocante à responsabilidade socioambiental nas compras da Administração Pública por meio da aquisição de produtos e serviços sustentáveis com utilização de tecnologias e materiais que reduzam o impacto ambiental como a energia solar. E por fim, no mais novo eixo que é o das Construções Sustentáveis que prevê a construção de prédios e obas públicas de forma sustentável com aproveitamento dos recursos naturais como, por exemplo, o uso de energia solar ou das correntes de vento. De acordo com o Ministério do Meio Ambiente, o setor da construção civil representa uma das atividades humanas que mais gera impactos ambientais devido ao seu alto consumo de recursos naturais, utilização de energia e geração de resíduos, daí a importância da inclusão desse novo eixo.
Um dos grandes desafios para os gestores é tentar manter os preços desses produtos que por vezes são mais caros do que os que ainda não observam as regras ambientais. Sobre essa preocupação em atender aos padrões licitatórios atuais Costa (2011 apud PEGORIN; santos; MARTINS, 2014) dizem: Todos os princípios da A3P requerem uma transformação no modo de gestão das instituições públicas, inclusive a licitação sustentável, segundo a qual, é necessário escolher a proposta mais vantajosa para a administração pública respeitando, além de todos os princípios licitatórios exigidos pela Constituição Federal, também a observância ao estímulo para o desenvolvimento nacional sustentável.
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Com relação ao uso da energia, é necessário compreender as fontes energéticas utilizadas nas instalações das instituições públicas e buscar soluções para diminuir a sua demanda com, entre outras ações, a adoção de fontes complementares de menor impacto ambiental. Dessa forma, é importante que o gestor público tenha conhecimento acerca das diferentes fontes energéticas e das políticas que ao longo dos últimos anos vem sendo implantadas no sentido de estimular a adoção de fontes energéticas complementares e integradas à rede por meio da geração distribuída. (AGENCIA AMBIENTAL NA ADMINISTRAÇÃO PÚBLICA, [2020]).
A busca pela eficiência energética envolve também o custo da energia “evitada”, a partir da redução do consumo pela maior eficiência dos equipamentos, intervenções nos projetos arquitetônicos, além da promoção de mudança de hábitos e consumos das pessoas, é menor que o custo de acrescentar uma unidade de potência ao sistema a partir dos conversores utilizados. (LIMA, 2019). Significa dizer que a eficiência energética não está somente associada ao desenvolvimento de energias renováveis e sim ao melhoramento do rendimento de equipamentos e em como melhor aproveitar os recursos naturais disponíveis.
Nessa senda, Lima (2019) explica que existe a possibilidade do aproveitamento passivo e o ativo da energia solar. O aproveitamento passivo usa a energia solar de forma a contribuir na regulação das condições ambientais da edificação, permitindo o aproveitamento direto da radiação solar para um fim específico: iluminação de ambientes regulação de temperatura. Já o aproveitamento ativo é implementado pelo uso de diferentes tecnologias.
Assim, a UFRN com o desejo de atender tanto ao seu PLS quanto à A3P no tocante à Eficiência Energética, vem há algum tempo fazendo várias adequações em seus projetos de expansão bem como adaptando, dentro do possível, a estrutura já consolidada. Atualmente, possui as instalações elétricas das suas edificações dotadas de circuitos devidamente dimensionados e divididos em quadros de distribuição que contemplam o fornecimento de energia para o consumo essencial e não essencial (climatização), luminárias, lâmpadas e reatores mais eficientes, permitindo um melhor gerenciamento e menor consumo de energia. O Plano de Ação de compras e contratações públicas sustentáveis estabeleceu critérios para aquisição de bens de refrigeração de melhor eficiência energética possível e deverão ser realizados estudos prévios para aquisição de equipamentos de refrigeração, como aparelhos de ares condicionados, refrigeradores, freezers, bebedouros de garrafão e assemelhados, com melhor eficiência energética sem, contudo, afetar a competitividade.
2.2 ENERGIA SOLAR E REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL
No Brasil, a Geração Distribuída de energia pode ser viável tanto para pessoas físicas consumidoras de energia elétrica quanto para jurídicas, estas podem não apenas gerar energia para seu próprio consumo, mas também, em caso de excedentes, injetar eletricidade na rede geral. Essa alternativa tem sido amplamente discutida nos últimos anos e tem se tornado tendência em diversos países. No Brasil, foi aberta essa possibilidade em 17 de abril de 2012, com a publicação da Resolução Normativa (RN) N° 482/2012 que é considerada o marco regulatório em GD (Geração Distribuída) no país e foi responsável por estabelecer as condições gerais para o acesso de microgeração e minigeração distribuída aos sistemas de distribuição de energia elétrica, o sistema de compensação de energia elétrica, além de outras providências. Em 24 de novembro de 2015 entrou em vigor a Resolução Normativa Nº 6872, que modificou a RN 482/2012 em relação a conceitos como a microgeração, minigeração e sistema de compensação de energia elétrica, que passaram a ser definidas da seguinte forma:
I - microgeração distribuída: central geradora de energia elétrica, com potência instalada menor ou igual a 75 kW e que utilize cogeração qualificada, conforme regulamentação da ANEEL, ou fontes renováveis de energia elétrica, conectada na rede de distribuição por meio de instalações de unidades consumidoras;
II - minigeração distribuída: central geradora de energia elétrica, com potência instalada superior a 75 kW e menor ou igual a 3 MW para fontes hídricas ou menor ou igual a 5 MW para cogeração qualificada, conforme regulamentação da ANEEL, ou para as demais fontes renováveis de energia elétrica, conectada na rede de distribuição por meio de instalações de unidades consumidoras;
III - sistema de compensação de energia elétrica: sistema no qual a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeração ou minigeração distribuída é cedida, por meio de empréstimo gratuito, à distribuidora local e posteriormente compensada com o consumo de energia elétrica ativa (AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, 2015).
Considerando que a geração de energia fotovoltaica ainda é uma opção pouco utilizada no país, se comparada com as outras fontes energéticas, principalmente a hidráulica, torna-se de grande importância para seu desenvolvimento a realização de campanhas de esclarecimento aos consumidores sobre os aspectos relacionados à regulamentação, benefícios de instalação da micro e minigeração distribuída dentre outros aspectos.
2 Agência Nacional de Energia Elétrica. Resolução Normativa nº 687, de 24 de novembro de 2015. Altera a Resolução Normativa nº 482, de 17 de abril de 2012, e os Módulos 1 e 3 dos Procedimentos de Distribuição – PRODIST.
21
Nesse sentido, destaca-se a ação da Agência Nacional de Energia Elétrica, que publicou o “Caderno Temático de Mini e Microgeração Distribuída”, objetivando esclarecer condições do acesso de micro e minigeradores, além de demonstrar e exemplificar o mecanismo de compensação e faturamento da energia gerada. O caderno elucida aspectos positivos e negativos relacionados ao uso da Geração Distribuída conforme trecho abaixo:
A geração distribuída é caracterizada pela instalação de geradores de pequeno porte, normalmente a partir de fontes renováveis ou mesmo utilizando combustíveis fósseis, localizados próximos aos centros de consumo de energia elétrica.
De forma geral, a presença de pequenos geradores próximos às cargas pode proporcionar diversos benefícios para o sistema elétrico, dentre os quais se destacam a postergação de investimentos em expansão nos sistemas de distribuição e transmissão; o baixo impacto ambiental; a melhoria do nível de tensão da rede no período de carga pesada e a diversificação da matriz energética.
Por outro lado, há algumas desvantagens associadas ao aumento da quantidade de pequenos geradores espalhados na rede de distribuição, tais como: o aumento da complexidade de operação da rede, a dificuldade na cobrança pelo uso do sistema elétrico, a eventual incidência de tributos e a necessidade de alteração dos procedimentos das distribuidoras para operar, controlar e proteger suas redes (AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, 2016, p. 7).
O caderno ainda traz um esboço de como funciona um Sistema de compensação de energia elétrica exemplificado na figura abaixo:
Figura 1 – Sistema de Compensação de Energia Elétrica
Como se pode observar, ao adotar o sistema de energia fotovoltaica a unidade consumidora não fica excluída do sistema convencional de energia elétrica, no momento em que a energia gerada não for capaz de atender por completo a sua demanda, automaticamente ela irá recorrer à distribuição local e a cobrança será feita com base na existência ou não de saldo de energia do sistema de compensação.
A nível institucional, a Resolução nº 040/2017 – CONSAD, de 21 de setembro de 2017, estabeleceu normas sobre a organização, elaboração e acompanhamento do Plano de Gestão de Logística Sustentável da UFRN (PLS-UFRN), com base no Decreto nº 7.746/2012 que regulamenta o Art. 3º da Lei de Licitações (Lei nº 8.666/1993), e estabelece em seu Art. 16 a obrigatoriedade de a administração pública federal direta, autárquica e fundacional e as empresas estatais dependentes, elaborar e implementar Planos de Gestão de Logística Sustentável (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE, 2017).
2.3 O USO DA ENERGIA SOLAR NO BRASIL
Embora as fontes renováveis de energia inicialmente sejam mais caras, estas se tornam, no decorrer do tempo, mais atrativas e competitivas na medida em que contribui para a redução de custos devido ao ganho na economia de escala e do avanço da tecnologia. O Brasil, como já foi dito anteriormente, devido à sua proximidade com a linha do Equador, é detentor de grande potencial para geração de energia elétrica a partir da fonte solar, tendo níveis de intensidade solar superiores aos de países como Alemanha, França e Espanha que investem maciçamente em projetos para aproveitamento desse tipo de energia. Apesar disso, o uso da fonte para geração de energia elétrica não apresenta a mesma relevância que possui em outros países, nem o mesmo desenvolvimento de outras fontes renováveis, como eólica e biomassa.
A energia solar pode ser dividida em dois tipos: a energia solar fotovoltaica, que será o foco deste estudo e a energia solar térmica. Segundo Lima (2019), A Energia Solar Fotovoltaica utiliza o efeito fotovoltaico para transformar a energia solar diretamente em eletricidade que pode ser utilizada em sistemas isolados ou interligada na rede de distribuição. Enquanto a Energia Solar Térmica transforma a energia solar em energia térmica que pode ser aproveitada no aquecimento de água, secagem de grãos, refrigeração, aquecimento de piscinas, aquecimento industrial e uso em concentradores para aquecimento de fluidos. Essa
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energia solar térmica gerada nos concentradores pode ser usada, para gerar vapor e expandi-lo em uma turbina a vapor acoplada a um gerador para produzir eletricidade.
A figura abaixo faz parte do Balanço Energético Nacional, ano base 2017, realizado pela Empresa de Pesquisa Energética – EPE que tem por finalidade prestar serviços ao Ministério de Minas e Energia (MME) na área de estudos e pesquisas destinadas a subsidiar o planejamento do setor energético, cobrindo energia elétrica, petróleo e gás natural e seus derivados e biocombustíveis. Ela mostra a participação das fontes de energia na capacidade atual instalada.
Figura 2 – Participação das fontes na capacidade instalada brasileira
Fonte: Brasil (2017).
Como se pode notar, a participação da energia solar na matriz energética brasileira ainda é considerada insignificante e é a menor em relação aos outros tipos de fontes de energia. A que possui maior índice é a fonte de energia advinda das hidrelétricas.
O Brasil ultrapassou a marca histórica de 1gigawatt (GW) em projetos operacionais da fonte solar fotovoltaica conectados na matriz elétrica nacional, segundo levantamento da Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR), entidade que representa o setor. A potência é suficiente para abastecer 500.000 residências do país, produzindo energia renovável, limpa, sustentável e competitiva capaz para atender o consumo de 2 milhões de brasileiros.
De acordo com a associação, apenas 30 dos 195 países do mundo possuem mais de 1 GW da fonte solar fotovoltaica. O primeiro gigawatt solar fotovoltaico do país é resultado do forte crescimento dos mercados de geração centralizada e geração distribuída solar fotovoltaica no ano de 2017. Na geração centralizada, contou-se com a inauguração de grandes usinas solares fotovoltaicas contratadas pelo governo federal em leilões de energia elétrica realizados em 2014 e 2015.
O Rio Grande do Norte aparece em destaque entre os estados em que estão concentradas as usinas em funcionamento, juntamente com a Bahia, Piauí, Minas Gerais e Pernambuco.
Figura 3 – Evolução da Potência Instalada (MW) Operacional da Fonte Solar Fotovoltaica no Brasil
Fonte: Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltáica (2018).
Apesar do momento de crise que o nosso país está vivenciado atualmente, o investimento em estudos e adoção de fontes alternativas de energia, dentre elas a solar, possui inúmeras vantagens. A utilização da fonte solar para gerar energia elétrica contribui tanto do ponto de vista elétrico na diversificação da matriz, aumento da segurança no fornecimento, redução de perdas e alívio de transformadores e alimentadores, bem como do ponto de vista socioeconômico ambiental com a redução da emissão de gases do efeito estufa, a não utilização de grandes áreas a serem desmatadas ou submersas para darem lugar às represas, interferindo e alterando significativamente o habitat natural de vários seres vivos, a geração de empregos locais, aumento da arrecadação e de investimentos.
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2.4 O BRASIL NO CENÁRIO MUNDIAL DO DESENVOLVIMENTO DE ENERGIA SOLAR
A intensa preocupação com a diversificação da matriz energética mundial associada ao cuidado com a conservação e preservação do meio ambiente, juntamente com o aumento da demanda por energia por parte do setor industrial, impulsionou a geração de energia elétrica no mundo a partir de fontes renováveis, como a fonte eólica e a solar. Quando comparado com outros países, o Brasil encontra-se bem localizado no ranking, mesmo reconhecendo a carência e necessidade de avanço brasileiro no uso da fonte solar.
É importante ressaltar que diferentemente dos países que são líderes em produção mundial, de matriz energética com base principalmente em combustíveis fósseis, a matriz energética brasileira é predominantemente renovável, com predominância da hidráulica, o que possivelmente diminui o apoio a políticas de incentivo à fonte solar.
Em 2014 houve a primeira contratação de energia solar de geração pública centralizada, de 890 MW, ao preço médio de R$ 215,50 (US$ 88,20, pelo câmbio do dia do leilão). Em 2015, mais dois leilões foram realizados, totalizando 2.653 MW contratados, com início de suprimento em 2017 e 2018. Os leilões foram realizados na modalidade de “energia de reserva”, e com o objetivo de promover o uso e o desenvolvimento da indústria solar no Brasil (BRASIL, 2016).
Em 2015, o Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sul de Minas Gerais (IFSULDEMINAS), deu início a um projeto mediante solicitação do então pró-reitor de Desenvolvimento Institucional da unidade, que solicitou a elaboração de um estudo de viabilidade técnica para a implantação de um sistema de energia solar, projeto este que recebeu o nome de IF Solar, cujo objetivo era implantar painéis solares fotovoltaicos para geração de energia elétrica em 82 unidades da Rede Federal de Educação, Profissional, Científica e Tecnológica. (INSTITUTO FEDERAL DO SUL DE MINAS GERAIS, 2016). Tratou-se de um investimento impactante, e com retorno financeiro garantido e relativamente rápido para a instituição. Cada usina foi negociada por R$ 467.438,00 - o IFSULDEMINAS tem a expectativa de gerar uma economia de cerca de R$ 600 mil ao ano. Com isso, o tempo de retorno do investimento ficou estimado em torno de quatro anos.
O então reitor Marcelo Bregagnoli explicou que além de representar a atuação conjunta da rede, a aquisição das 82 usinas mostra à sociedade que o institutos federais tem o meio ambiente como ação prioritária, associada à importância educacional da iniciativa.
2.5 VANTAGENS SOCIOAMBIENTAIS E LIMITAÇÕES
Como vantagens da geração de energia fotovoltaica se pode citar:
▪ A energia solar é livre de carbono e, portanto, contribui para a redução de emissões de CO2 na natureza, pelo uso de energia. A geração solar centralizada é complementar à hídrica e deve ser considerada junto com a operação dos reservatórios no processo de variações do armazenamento de energia na forma de estoque de água;
▪ As maiores irradiações solares no Brasil estão em áreas de baixo desenvolvimento econômico, em que o uso da terra e os impostos arrecadados podem contribuir para o desenvolvimento local;
▪ O Brasil tem excelentes reservas de silício e lítio, principais matérias-primas da FV e de baterias, respectivamente.
Como desvantagens se pode elencar os seguintes aspectos:
▪ Diminuição da geração nos dias nublados, período de inverno e quando existir sombreamento por árvores ou edificações próximas;
▪ Produção condicionada à duração da luminosidade do sol, ou seja, impossibilidade de geração de energia no período da noite;
▪ Formas de armazenamento (baterias) ainda caras e que ainda possuem baixo percentual de aproveitamento de energia, sendo consideradas pouco eficientes quando comparadas a outras fontes de energia.
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3 METODOLOGIA DA PESQUISA
Para dar inicio à proposta de um plano de viabilidade para a implantação da energia fotovoltaica na Faculdade de Ciências da Saúde do Trairi-FACISA/UFRN, inicialmente fez-se uso da pesquisa bibliográfica e documental, buscando a fundamentação teórica e casos práticos sobre o assunto.
Sobre a pesquisa bibliográfica Marconi e Lakatos (2008, p. 185) dizem: “a pesquisa bibliográfica não é mera repetição do que já foi dito ou escrito sobre certo assunto, mas propicia o exame de um tema sob novo enfoque ou abordagem, chegando a conclusões inovadoras”. Esse tipo de pesquisa foi utilizado com um intuito de analisar a viabilidade desse sistema de geração de energia na localidade de Santa Cruz/RN observando as peculiaridades da região em que se situa.
Quanto a natureza dos dados trata-se de uma pesquisa qualitativa com área de abrangência no âmbito da FACISA/UFRN. A técnica de coleta dos dados foi por meio da análise documental e entrevistas. Nessa perspectiva, procurou-se reunir materiais de referência sobre o assunto dando subsidio bibliográfico ao trabalho, seja por meio de livros ou busca em órgãos reguladores como a ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica que desenvolveu o Cadernos Temáticos para Micro e minigeração distribuída. Buscou-se também exemplos de ações dessa natureza aplicadas em outras instituições semelhantes à FACISA como o IFRN e a UFPI, também buscou-se orientações junto à empresa SUNNERGY PROJETOS ELÉTRICOS E DE ENERGIAS RENOVÁVEIS que atua na área de energia fotovoltaica, com o intuito de adquirir o conhecimento básico necessário para conduzir e desenvolver o presente projeto. A subseção seguinte bem como na parte de resultados encontram-se descritas as etapas percorridas para a realização do estudo em questão.
Procedeu-se com a solicitação das faturas de energia elétrica à Diretoria de Contabilidade e Finanças do Campus Central para verificar itens como valores pagos, consumo ativo na ponta, fora da ponta, tipo de ligações e demanda contratada.
Por fim, a partir das análises das informações sugeriu-se os equipamentos apropriados e necessários para a implantação do sistema, identificou-se e realizou-se a medição os espaços destinados às placas solares, quantificou-se o valor da economia de energia e o tempo para que o investimento inicial seja recuperado por meio da utilização da técnica payback que será explicada mais adiante, além de ressaltar a importância da adoção desse tipo de energia para o meio ambiente e para o bem estar da sociedade. A questão da existência ou não de recursos
para por em prática o sistema sugerido não foi enfatizada por se tratar apenas de uma proposta e por fugir à competência do pesquisador enquanto servidor da instituição.
3.1 CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DA FACISA
Para efeitos deste estudo serão consideradas 4 (quatro) ligações de energia elétrica no município de Santa Cruz/RN, vinculados ao CNPJ da UFRN. A primeira delas corresponde aos dois blocos que compõem a sede atual da FACISA (Bloco de aulas e bloco administrativo), a segunda é referente ao prédio no qual hoje funciona a residência universitária, a terceira é a do anexo Miguel Lula de Farias que tem uso compartilhado com o Hospital Universitário Ana Bezerra – HUAB, a quarta e última ligação corresponde a um terreno onde serão construídas as futuras instalações da sede da FACISA. Este terreno fica situado à Rua Santo André, 03 - Conj Cônego Monte - Santa Cruz/RN. Destas quatro apenas a ligação que corresponde aos blocos da sede da FACISA possui demanda contratada de energia elétrica. A unidade também possui um gerador que até chegou a ser instalado e entrar em funcionamento, mas devido ao barulho e à fumaça que expelia e por questões judiciais envolvendo vizinhos do prédio, o seu funcionamento foi suspenso e o gerador teve que ser deslocado para outro local e aguardar as adequações solicitadas para minimizar o barulho emitido quando em atividade.
3.2 A PRÁTICA DO BENCHMARKING POR MEIO DA OBSERVÂNCIA DE OUTRAS INSTITUIÇÕES DE ENSINO SUPERIOR NO BRASIL QUANTO AO USO DE ENERGIA SOLAR
Para melhor traduzir o termo “Benchmarking” que é bastante comum para os estudantes do curso de Administração e afins, recorremos à Chiavenato (2008, p. 196) “o benchmarking é um processo contínuo para avaliar produtos, serviços e práticas dos concorrentes mais fortes e das empresas que são reconhecidas como líderes empresariais, com o propósito de aprimoramento empresarial”. Saindo do contexto empresarial e trazendo para a realidade do serviço público, especificamente das Instituições de Ensino Superior do Brasil – IES, o processo de benchmarking verifica o que outras instituições de referência estão
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fazendo e absorvem suas melhores práticas, em alguns casos até aprimorando-as, a fim de refinar e partir para o que de melhor existe.
Ainda segundo Chiavenato (2008), o benchmarking é uma fonte inesgotável de ideias e experiências alheias. Este conceito significa um marco de referência, um padrão de excelência que precisa ser identificado para servir de base para mudanças e inovação, pois permite comparações de processos e práticas entre empresas para identificar o que há de melhor e alcançar um nível de superioridade ou vantagem competitiva.
Nessa perspectiva, fazendo uso de tal ferramenta, identificou-se que o Instituto Federal do RN – IFRN já vem fazendo uso da energia fotovoltaica desde o ano de 2013 e que possui no momento uma capacidade instalada de 2.137,81kWp (INSTITUTO FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE, 2019).
As motivações para que esta instituição optasse por essa alternativa sustentável são inúmeras, desde a redução das despesas com energia elétrica e a emissão de gazes de efeito estufa até o fato de possuir diversos cursos cujo objeto de estudo é a energia, são eles:
▪ Curso Superior de Engenharia de Energia – Campus Natal-Central.
▪ Curso Superior de Tecnologia em Energias Renováveis – Campus João Câmara. ▪ Mestrado Profissional em Uso Sustentável dos Recursos Naturais – Campus
Natal-Central.
▪ Especialização em Gestão Ambiental – Campus Natal-Central.
Atualmente o Instituto possui 21 usinas em operação distribuídas por todo o Estado em suas várias unidades, quais sejam: Prédio da Reitoria (Natal/RN), Santa Cruz/RN, Ceará-Mirim/RN, São Paulo do Potengi/RN, Canguaretama/RN, Currais Novos/RN, Parelhas/RN, São Gonçalo do Amarante/RN, Campus Central (Natal/RN), Pau dos Ferros/RN, Caicó/RN, João Câmara/RN, Lajes/RN, Mossoró/RN, Unidade Zona Norte (Natal/RN), Cidade Alta (Natal/RN), Parnamirim/RN, Nova Cruz/RN, Apodi/RN, Ipanguaçu/RN e Macau/RN. A maior delas está situada no Campus Central, em Natal/RN. Essas usinas foram adquiridas com recursos do Ministério da Educação, por meio de licitação pública na modalidade Pregão Eletrônico, do tipo menor preço. As metas quanto à porcentagem de participação desse tipo de energia estão inclusas no seu Plano de Desenvolvimento Institucional. O investimento total até o momento foi de: R$16.754.610,00, ocupando uma área total de: 13.754m2, capaz de gerar uma economia anual de cerca de: R$1.300.000,00 e neutralizando aproximadamente 15T de CO2 por mês. As placas são dispostas de acordo com a estrutura disponível em cada
Unidade e estão instaladas tanto na cobertura dos prédios como em solo ou mesmo utilizando a cobertura de estacionamentos.
Os dados foram fornecidos pelo Prof. Augusto César Fialho Wanderley, membro da Diretoria Acadêmica de Indústria do Campus Natal-Central –IFRN.
Outro caso relevante de utilização do Sistema de Energia Solar Fotovoltaica foi na Universidade Federal do Piauí – UFPI, a energia produzida vai suprir todo o consumo de energia elétrica do prédio do Curso de Engenharia Elétrica. Os recursos para instalação também vieram do Ministério da Educação – MEC por meio de um projeto de pesquisa que atendeu edital do MEC e Agência Nacional de Energia Elétrica. Foram instaladas 228 placas solares no painel que já contava com 114 placas adquiridas com recursos do Desafio da Sustentabilidade do Prêmio Ideia do MEC, alcançado pela UFPI em 2015. Além da geração de energia, o sistema é base para projetos de pesquisa e extensão (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ, 2019).
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4 RESULTADOS
4.1 PROCEDIMENTOS PARA INSTALAÇÃO
O primeiro passo foi solicitar as faturas de consumo de energia elétrica dos últimos 12 meses à Pro-reitoria de Administração para que se pudesse analisar itens como classificação, demanda contratada, consumo ativo na ponta, consumo ativo fora da ponta dentre outros. Assim, constatou-se que apenas a ligação correspondente aos dos blocos da sede da FACISA possuía demanda contratada, de 160,0000000 kW, as outras três ligações possuem classificação B3 – Trifásico de consumo simples. Após isto, procedeu-se com a medição e fotos aéreas dos telhados dos prédios referentes aos blocos I e II bem como do prédio da substação da FACISA e obtiveram-se respectivamente as seguintes medidas: 1.260m2, 994m2 e 60m2.
Inicialmente e devido à escassez de recursos no cenário atual, sugeriu-se um sistema fotovoltaico que seja compatível com a demanda que atualmente foi contratada, ou seja, 160,0000000 kW. Posteriormente a UFRN poderá proceder com a solicitação da ampliação dessa demanda junto à concessionária do Estado, a COSERN, para que se possa atingir uma porcentagem maior de utilização de energia solar. No caso das outras duas ligações trifásicas, como não possuem demanda contratada, pode-se trabalhar com a totalidade do seu consumo, chegando a cobrir 100% do consumo atual de energia elétrica. Assim, a FACISA passaria a pagar apenas o valor do consumo mínimo de 100kWh, que corresponde a R$ 65,15 (Sessenta e cinco reais e quinze centavos).
Neste estudo, optou-se por dividir as ligações desta unidade acadêmica em dois grupos (A e B), os prédios que possuem demanda contratada serão denominados de GRUPO B e as outras ligações que não possuem demanda contratada de GRUPO A. Esta divisão se faz necessária devido ao fato de com a atual demanda contratada (160,0000000 kW) não se teria como gerar energia solar suficiente para suprir todo o gasto com energia elétrica das ligações trifásicas simples visto que o valor da energia na ponta é bem superior ao da energia fora da ponta e não se pode ultrapassar o valor da energia contratada a menos que seja solicitada alteração no contrato com a companhia de energia do Estado. Assim, a proposta deste estudo é simplificar e gerar energia fotovoltaica até o limite atual da demanda contratada e posteriormente solicitar ampliação desta demanda. No caso das outras ligações simples a proposta é cobrir em sua totalidade o consumo, passando a pagar apenas o valor mínimo de disponibilidade. Se todas as contas de energia fossem reunidas em um só grupo, a produção
de energia seria menor ainda. Dividindo em dois grupos tem-se com atingir na totalidade pelo menos as contas que não possuem demanda contratada.
Para fazer o dimensionamento da quantidade de placas é importante saber qual o índice de incidência solar da localidade que se deseja, pois quanto maior a incidência menor será o sistema de placas. Para a cidade de Santa Cruz/RN, esse índice é de 5,47. O índice pode ser consultado no site do Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de S. Brito – CRESESB (www.cresesb.cepel.br)
A figura abaixo foi o resultado da consulta realizada para se saber o valor do índice de incidência no plano inclinado para a localidade de Santa Cruz/RN:
Figura 4 – Cálculo do Plano Inclinado
Fonte: Centro de Referência para as energias solar e eólica Sérgio de S. Brito (2019).
Para encontrar o índice de incidência solar é necessário acessar o site da CRESESB e digitar os dados de latitude e longitude da localidade que se deseja saber que podem ser obtidos com uma consulta simples em qualquer site de busca, observamos a média do Plano Horizontal.
Abaixo seguem imagens aéreas dos blocos 1 e 2 da FACISA que mostram as superfícies dos telhados nos quais as placas serão alocadas. Os registros foram realizados pelo próprio pesquisador com o auxílio de um drone.
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Figura 5 – Vista aérea lateral dos dois blocos da FACISA/UFRN
Fonte: Dados da pesquisa (2019).
Figura 6 – Vista aérea frontal dos telhados dos dois blocos da FACISA/UFRN
Fonte: Dados da pesquisa (2019).
As fotos acima evidenciam que o espaço para disposição das placas solares não seria um problema visto que atualmente esses telhados não possuem nenhuma utilização prática. Verifica-se também que não há nas redondezas prédios altos ou árvores de grande porte que possam gerar sombras nos telhados, o que poderia obstruir a incidência solar e diminuir a capacidade de geração de energia pelas placas.
4.2 DADOS PARA DIMENSIONAMENTOS DAS CONTAS CLASSIFICADAS COMO GRUPO–A
Para melhor elucidação, foi realizada a caracterização e inserção dos dados necessários para o dimensionamento das ligações pertencentes a este grupo em um quadro para obter o consumo médio dos últimos 12 meses e assim poder mensurar o tamanho do sistema necessário para atender a esta demanda.
Quadro 2 – Caracterização das contas Grupo - A e consumo dos últimos 12 meses
Titular da conta UFRN/FACISA 1 UFRN/FACISA 2 UFRN/FACISA 3 Endereço da Instalação
Av Rio Branco, 571 - Edifício Miguel Lula, Centro - Santa
Cruz/RN
Rua Antônio Ferreira de Souza, 30 - Centro - Santa
Cruz/RN
Rua Santo André, 03 - Conj Cônego Monte - Santa
Cruz/RN
Conta Contrato nº 7012884502 7006415606 576017014
CPF/CNPJ 24.365.710/0001-83 24.365.710/0001-83 24.365.710/0001-83
Classificação B3 - PODER PÚBLICO -
TRIFÁSICO
B3 - PODER PÚBLICO - TRIFÁSICO
B3 - PODER PÚBLICO - TRIFÁSICO
Preço do consumo ativo
R$ 0,65145618' R$ 0,65145618' R$ 0,65145618' Taxa de disponibilidade COSERN 65,15 R$ R$ 65,15 R$ 65,15 Taxa de iluminação
pública ISENTO ISENTO ISENTO
MÊS UFRN/FACISA 1 (kWh) UFRN/FACISA 2 (kWh) UFRN/FACISA 3 (kWh) TOTAL (kWh)
fev/20 5839 1079 100 7018 jan/20 6590 2294 100 8984 dez/19 7776 2091 100 9967 nov/19 7776 2385 100 10261 out/19 6538 2005 100 8643 set/19 5901 1768 100 7769 ago/19 4835 1347 100 6282 jul/19 5474 2007 100 7581 jun/19 7002 2852 100 9954 mai/19 6943 2202 100 9245 abr/19 6751 1947 100 8798 mar/19 6308 1943 100 8351 TOTAL DE 12 MESES 77733 23920 1200 102853 MÉDIA MENSAL 6478 1993,333333 100 8571
CONSUMO DOS ÚLTIMOS 12 MESES (MARÇO 2019 A FEVEREIRO 2020) CARACTERIZAÇÃO DAS CONTAS - GRUPO - A
Fonte: Dados da pesquisa (2020).
Neste quadro também foi levada em consideração a ligação denominada “UFRN/FACISA 3” que corresponde a um terreno que recentemente foi oficialmente doado à
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UFRN para serem construídas as futuras instalações da sede da FACISA bem como abrigar novos cursos de acordo com a existência de verbas para tal. O terreno fica situado à Rua Santo André, 03 - Conj Cônego Monte - Santa Cruz/RN e no momento não possui nenhum prédio ou equipamento em funcionamento, existe apenas uma ligação de energia trifásica simples que por não ter consumo ativo só utiliza a cota de disponibilidade da COSERN. Para efeitos de geração e consumo de energia solar este terreno não irá alterar em nada na presente proposta, mas futuramente este espaço poderá comportar mais placas solares em uma possível ampliação do sistema de energia fotovoltaica.
Gráfico 1 - Consumo de energia dos últimos 12 meses
Feb-20 Jan-20 Dec-19 Nov-19 Oct-19 Sep-19 Aug-19 Jul-19 Jun-19 May-19 Apr-19 Mar-19 kWh 2.000 kWh 4.000 kWh 6.000 kWh 8.000 kWh 10.000 kWh 12.000 kWh 5 8 3 9 6 5 9 0 777 6 7 7 7 6 6 5 3 8 5 9 0 1 4 8 3 5 5 4 7 4 70 0 2 6 9 4 3 6 7 5 1 6 3 0 8 1079 2294 2091 2385 2005 1768 1347 2007 2852 2202 1947 1943 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Consumo dos Últ imos 12 Meses
UFRN - FACISA 1 UFRN - FACISA 2 UFRN - FACISA 3
Fonte: Dados da pesquisa (2020).
Conforme evidenciado no gráfico, o maior consumo das 3(três) ligações trifásicas pertencentes à UFRN, vem da “UFRN – FACISA1” isto porque nesse endereço funciona em conjunto salas de aulas da FACISA, o Serviço de Acompanhamento Psicológico, o Setor de Saúde e um anexo do Hospital Universitário Ana Bezerra (Maternidade).
4.2.1 Dimensionamento do sistema fotovoltaico de energia baseado na média de consumo dos últimos 12 meses
O dimensionamento é feito tomando como base a média do consumo dos últimos 12 meses, retirando as taxas de disponibilidade mínima que continuarão sendo pagas à COSERN, pois não há necessidade de se produzir essa energia já que o valor permanecerá sendo pago independente de sua utilização ou não. Neste caso, todas as contas são trifásicas e, portanto, continuarão pagando a taxa mínima de 100 kWh/mês. Total de 300 kWh/mês de Taxa Mínima para as três contas.
Quadro 3 – Resumo dimensionamento – Grupo A
Local da Instalação:
Indice
Solarimétrico: 5,47
Dimensionamento do Sistema + Incremento de 10%
66,91 kW pico
Dimensionamento do Sistema
60,83 kW pico
SANTA CRUZ / RNValor a ser gerado pelo sistema (retirado consumo mínimo) 8.280 kWh/mês
Média Mensal Arredondada (12 meses)
8.580 kWh/mês
Fonte: Dados da pesquisa (2020).
Após análise baseada no dimensionamento, tem-se um sistema gerador de 67,00 kWp. De acordo com as especificações, este gerador produz aproximadamente 9.126 kWh/mês na cidade de Santa Cruz / RN, sob condições ideais de montagem (inclinação e direcionamento dos módulos para a latitude informada, bem como a não existência de sombreamento que já foi evidenciado por meio das fotos aéreas).
Feitos os devidos esclarecimentos, o próximo passo foi propor o kit gerador mais adequado para suprir a demanda identificada com um incremento de 10% e levando também em consideração a estrutura atual de telha cerâmica encontrada nos prédios da FACISA.
Ressalta-se que os valores dos equipamentos sugeridos no quadro a seguir podem sofrer variações dada a volatilidade e dinamismo do mercado para esse tipo de material.
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Quadro 4 – Proposta de equipamento – Grupo A
Fonte: Aldo (201-) https://www.aldo.com.br
O gerador de energia fotovoltaico de 67,00 kWp é composto por:
▪ INVERSOR SOLAR GROWATT ON GRID MAC60KTL3-X LV 60KW TRIFASICO 380V 3MPPT 12 ENTRADAS MONITORAMENTO
▪ 200 PAINÉIS SOLARES BYD 335PHK-36 POLICRISTALINO 144 CEL. 335W HALF CELL 17% EFICIENCIA
▪ 30 STAUBLI CONECTOR MC4 320016P0001-UR PV-KBT4/6II-UR ACOPLADOR FEMEA
▪ 30 STAUBLI CONECTOR MC4 32.0017P0001-UR PV-KST4/6II-UR ACOPLADOR MACHO
▪ 500 CABO SOLAR NEXANS 40023 ENERGYFLEX AFITOX 0,6/1KV 1500V DC PRETO
▪ 500 CABO SOLAR NEXANS 47819 ENERGYFLEX AFITOX 0,6/1KV 1500V DC VERMELHO
▪ 50 ESTRUTURA SOLAR GROUP KTHTC420X000MD04 PERFIL THUNDER TELHA COLONIAL 4,20M
▪ 50 ESTRUTURA SOLAR GROUP ATHTC420X000MD04 4 PAINEIS FIXADOR GANCHO TELHA COLONIAL
Após medição do espaço disponível para ocupação das placas solares, solicitou-se auxílio à empresa SUNNERGY PROJETOS ELÉTRICOS E DE ENERGIAS RENOVÁVEIS para que realizasse uma análise sobre materiais complementares para instalação dos
KIT GERADOR SOLAR DE 67,00 kWpico
Preço do Equipamento/Material:
R$ 171.250,00
Preço do Serviço - Projeto e Instalação (mão de obra):
R$ 7.130,00
equipamentos bem como a melhor forma de disposição das placas para aproveitar ao máximo o espaço e verificar também o melhor ângulo de captação da luz do sol, otimizando assim o potencial de geração de energia.
Na tabela abaixo encontram-se descritos os materiais acessórios apropriados para um sistema gerador de 67,00 kWp:
Quadro 5 – Dimensionamento para instalação dos painéis – Grupo A DIMENSIONAMENTO PARA INSTALAÇÃO DOS PAINÉIS
Área mínima necessária - 400 m²
▪ Peso sobre o telhado - 15Kg/m² (com estrutura) ▪ 4 arranjos de 20 painéis em série na MPPT1 ▪ 3 arranjos de 20 painéis em série na MPPT2 ▪ 3 arranjos de 20 painéis em série na MPPT3 ▪ Trilhos para fixação dos painéis em alumínio ▪ Cabos Solares com proteção UV de 6mm
▪ Conectores MC4 com proteção UV e resistência a amoníaco (conforme a DLG) 1500h 70C/70% RH, 750ppm
Fonte: Elaboração do autor (2020).
Para melhor elucidação em termos de retorno do investimento inicialmente empregado para a instalação do sistema destinado às contas que não possuem demanda contratada, segue o detalhamento na tabela abaixo, levando-se em consideração um período de 10 (dez) anos, sendo que, conforme evidenciado, o retorno financeiro já ocorreria dentro dos 3 (três) primeiros anos de geração, mais especificamente com 2 anos e 6 meses de funcionamento em condições normais de clima e de performance dos equipamentos empregados.
Para isso utilizaremos a técnica do Payback Simples que de acordo com Camargo, (2016), é um cálculo simples do tempo que levará para um investimento se pagar.
O método Payback pode ser utilizado tanto por empreendedores iniciando um negócio quanto por gestores que querem implementar uma ideia e precisam saber o tempo de retorno
