Avaliação da rentabilidade económica dos sistemas de microgeração fotovoltaica em Portugal (1990-2010)

Área DepartamentaldeEngenhariadeSistemasdePotên iaeAutomação

AvaliaçãodaRentabilidadeE onómi adosSistemasdemi ro-geraçãoFotovoltai aemPortugal

(1990-2010)

TIAGOMIGUEL ANTUNESDECASTRO

Li en iado

DissertaçãoparaaobtençãodograudeMestreemEngenhariaEletroté ni aramodeEnergia

Orientador

(es):

Professor JorgeAlbertoMendesdeSousa

Professor SérgioMiguel RedondoFaias

Júri:

Presidente: ProfessorConstantinoVitalSopaSoares

Vogais:

Professor JorgeAlbertoMendesdeSousa

Professor SérgioMiguel RedondoFaias

Professora CristinaInêsCamus

Energia renovável é qualquer fonte de energia que deriva direta ou indiretamente de pro essos

naturaisrela ionados omaluzsolar,armazenamentode alornaterraoudeforçasgravita ionais

equeé onstante e naturalmente restabele ida. Esta dissertaçãopretendeanalisare determinar

emque medida a apostano Sol, afonte maispre iosa einesgotávelde energiaque onhe emos,

ontribuiparaorestabele imentodoequilíbrionãoapenassó io-e onómi o,mastambémdomeio

ambiente do nosso planeta. Esta dissertação omeçaporabordar ades obertada te nologia

fo-tovoltai a,asua evoluçãoem termos de rendimento ede produção, aste nologias dopresente e

perspetivas de futuro e referem-se algumas das suas prin ipais apli ações, iluminação públi a e

sinaisrodoviários,porexemplo. Cara teriza-seoestadoatualdaenergiafotovoltai aemPortugal

emtrês vetoresfundamentais: energia,e onomiaeambiente. Navertente energéti aanalisa-sea

dependên ia energéti a na ional e a distribuiçãogeográ a das instalações de mi ro geraçãode

fotovoltai o, apenas para referiralguns pontos analisados. Na parte ambiental será analisado o

estadoatualdoambienteaoníveldegasesno ivoseoquetemvindoaserfeitopara ombatereste

agelo,nomeadamenteoProto olodeQuiotoeasmetasa umprir. Aparte e onómi aanalisaa

evoluçãodo ustodossistemasfotovoltai os,alegislaçãoqueregulamentaestetipodeatividade,

astarifaspagasaoprodutoreoempregogeradopelo res imentodestaatividade. Desenvolveu-se

um estudo de aso onde se al ula a rentabilidade de sistemas fotovoltai os já implementados,

atendendoadiferentesíndi ese onómi osevariáveis( ustosdeinstalaçãoparaoutilizador, usto

médio unitário do kW e produção de energia). No nal, espaço para as on lusões a er a do

trabalhoefetuadoeideiasquepodemserimplementadas/aperfeiçoadas.

Renewableenergy is any sour e of that is obtained dire tly orindire tly from natural pro esses

relatedto sunlight,heat storage abovetheground orgravitational for esand that are naturally

restored. This thesisaims to analyzeanddetermine in whi hwaythe bet ontheSun, the most

pre ious and inexhaustible sour e of energy that we know, ontributesto the restorationof the

balan e, notonly in the so io-e onomi way but also theenvironmentof our planet. This work

begins by dis ussing the dis overy of the photovoltai te hnology and its evolution in terms of

produ tionte hnologiesbut alsofuture prospe ts andreferto someofitsmain appli ations, like

streetlightingandroadsigns,forexample. The urrentstateofphotovoltai sinPortugalwillbe

analised,in threekeyve tors: energy,e onomyandenvironment. Intheenergyeld thenational

energydependen eandgeographi distributionofthemi rophotovoltai generationfa ilities,just

tomentionsomeofthepointsanalised. Relatedtotheenvironment,itwillbeanalyzedit'sa tual

stateatthelevelofharmfulgasesandwhat isbeingdoneto ombatthisproblem,theKyoto

Pro-to olandthegoalsthatneedtobefullled. Thee onomi partanalyzestheevolutionofthe ost

ofPVsystems,thelawsmadetoregulatethistypeofa tivity,thepri espaidtotheprodu ersand

employmentgrowthgeneratedbythisa tivity. The asestudypresentedanalisestheprotability

ofphotovoltai systemsalreadyimplemented,giventhedierent e onomi variables(installation

ostsfortheuser,theaverageunit ostofkWand energyprodu tion). Intheend, spa efor the

on lusionsoftheworkdoneandfutureimplementations.

Umapalavradeagrade imentoaosmeusorientadores,ProfessoresJorgeAlbertoMendesdeSousa

eSérgioMiguel RedondoFaias, pela ajuda,disponibilidade e orientaçãoao longodeste per urso

quefoi odesenvolvimentodestadissertação.

Aosmeus olegasde urso,pelo ompanheirismo,entreajudaeforça aolongodarealizaçãodeste

mestradopelasdiversashorasapósasaulasein ontáveisnsdesemanasempenhadosneste

obje-tivo.

Aosmeus olegasdetrabalho,peloapoiodado.

Aosmeusamigos,pela ompreensãoemotivaçãoquemetransmitiram.

Agradeçoaosmeus paiseirmã,porestaremsempreaomeu ladoeportudoquezeramaolongo

1 INTRODUÇO 1

1.1 Motivações . . . 1

1.2 Objetivos . . . 3

1.3 OrganizaçãodaDissertação . . . 4

2 TECNOLOGIA SOLARFOTOVOLTAICA 5 2.1 ENQUADRAMENTO HISTÓRICO . . . 5

2.2 EXPOSIÇOSOLAR . . . 6

2.2.1 Oespe trodaradiaçãosolar . . . 6

2.2.2 AIrradiân iasolar . . . 8

2.2.3 Aumentodaproduçãoenergéti aatravésdoseguimentodomovimento doSol 12 2.3 PRIMEIRAS APLICAÇÕESDOSSISTEMAS FOTOVOLTAICOS. . . 14

2.4 MATERIAISUTILIZADOS . . . 15

2.4.1 Silí iomono- ristalino . . . 17

2.4.2 Silí iopoli- ristalino . . . 17

2.4.3 Silí ioamorfo . . . 18

2.5 TECNOLOGIAS EMERGENTESE EMDESENVOLVIMENTO . . . 19

2.5.1 Filmesnos . . . 19

2.5.2 Célulasdemulti-junção . . . 20

2.5.3 Célulasde on entração . . . 21

2.6 TIPOS DESISTEMASFOTOVOLTAICOS . . . 26

2.6.1 Oequipamento . . . 26

2.6.2 Sistemasautónomos . . . 27

2.6.3 Sistemashíbridos. . . 29

2.6.4 Sistemasligadosàrede . . . 30

3 A ENERGIA FOTOVOLTAICA EMPORTUGAL 31 3.1 ANÁLISEENERGÉTICA . . . 31

3.1.1 EvoluçãodonúmerodeinstalaçõesemPortugal . . . 33

3.1.2 Evoluçãodapotên iainstaladaemPortugal. . . 35

3.1.3 Integraçãodaproduçãofotovoltai anaredeelétri ana ional . . . 36

3.2 ANÁLISEECONÓMICA . . . 37

3.2.1 Evoluçãodo ustodate nologiafotovoltai a . . . 37

3.2.2 Legislaçãoetarifas emPortugal . . . 38

3.3.1 Efeitodeestufa . . . 46

3.3.2 Causasdoefeitodeestufa . . . 47

3.3.3 Consequên ias . . . 49

3.3.4 Proto olodeQuioto . . . 51

4 AVALIAÇO ECONÓMICA DAMICRO-GERAÇOFOTOVOLTAICA 54 4.1 Universodeestudo . . . 55

4.1.1 SistemasFixos . . . 56

4.1.2 SistemasSeguidores . . . 58

4.2 Custos . . . 60

4.3 Custo médiounitáriodokW . . . 61

4.4 Produçãodeenergia . . . 63

4.5 Indi adoresE onómi os . . . 64

4.5.1 VAL . . . 64

4.5.2 TIR . . . 64

4.5.3 PR . . . 65

4.5.4 Indi adorese onómi osapli adosaoestudo de aso. . . 66

4.6 Análisee omparaçãode asosreais . . . 71

5 CONCLUSÕES E PERSPETIVASFUTURAS 77

2.1 Espe trodaradiaçãosolar(adaptadode[20℄) . . . 7

2.2 Fenómenosdaradiação[6℄ . . . 7

2.3 Poten ialdeaproveitamentofotovoltai onaEuropa[13℄ . . . 8

2.4 Irradiaçãosolaremfunçãodoazimuteedaalturasolar(kWh/

m

2

2.5 Irradiaçãoglobalmédiasobre planosxoehorizontalein linado . . . 10

2.6 IrradiaçãototalanualeenergiaproduzidaporkW defotovoltai oinstalado[13℄ . 11 2.7 Sistemaseguidordedoiseixos. . . 12

2.8 Sistemaseguidordeumeixo[14℄ . . . 12

2.9 Comparaçãoentre produçõesdediferentessistemas (adaptadode[14℄) . . . 13

2.10 Exemplosdeutilizaçãodate nologiasolar . . . 14

2.11 Constituição deumpainelsolar . . . 15

2.12 Agrupamentode élulas . . . 15

2.13 Estruturade ristaldesilí io . . . 16

2.14 Diferentes tipos de élulasfotovoltai as . . . 18

2.15 Evoluçãodae iên iadete nologiasfotovoltai as(adaptadode[17℄) . . . 21

2.16 Con entradorparabóli o ilíndri o[1℄ . . . 22

2.17 Con entradordish olle tor [1℄ . . . 23

2.18 Torresolarde on entração[1℄ . . . 24

2.19 Diagramadeblo osdeinversorespara onexãoàrede . . . 27

2.20 Exemplosdeinversoresexistentesnomer ado . . . 27

2.21 Conguraçãodeumsistemaisoladodarede[19℄ . . . 28

2.22 Composiçãodeumsistemahíbrido . . . 29

2.23 Constituição deumsistemademi rogeração one tadoàrede[19℄ . . . 30

3.1 Primeirasapli açõesdossistemasfotovoltai osemPortugal(1992-2004) . . . 31

3.2 Dependên iaenergéti adospaísesdaUE(1998-2009)(adaptadode[23℄). . . 32

3.3 Re ursosutilizadosparaproduçãodeenergiaelétri aemPortugal(adaptadode[24℄) 33 3.4 Distribuiçãogeográ adeinstalaçõesdemi ro-geração[25℄ . . . 34

3.5 Potên iainstaladaa umuladaeminstalaçõesdemi ro-geraçãofotovoltai a . . . . 35

3.6 Potên ia omorigemnofotovoltai o onetadaàrede(adaptadode[24℄) . . . 36

3.7 Evoluçãodo ustodemódulos fotovoltai os[26℄ . . . 37

3.8 Evolução ustodesistemas fotovoltai os(adaptadode[27℄) . . . 38

3.9 EvoluçãodasTarifasapli adasàMi ro-geração(2009-2012) . . . 42

umentosNormativos . . . 43

3.12 Fluxodeempregabilidadenose torfotovoltai o(adaptadode[13℄) . . . 44

3.13 Evoluçãoda on entraçãode

CO

2

4.1 Custo médiodeuma mi ro-geraçãode4kW . . . 60

4.2 Custo unitárioemdiferentesinstalaçõesfotovoltai as . . . 62

4.3 Produçãodeenergiaanualdeumainstalaçãofotovoltai ade4kW . . . 63

4.4 Tendên iadoVALdasinstalaçõesfotovoltai as . . . 67

4.5 Relaçãodaproduçãodeenergiaentresistemasseguidores . . . 68

4.6 Tendên iadaTIRdasinstalaçõesfotovoltai as . . . 69

4.7 Tendên iadoPRdasinstalaçõesfotovoltai as . . . 69

4.8 Interfa edosimuladorPVGIS . . . 71

4.9 Comparaçãodasproduções-representaçãográ a( aso1) . . . 73

4.10 Comparaçãodasproduções-representaçãográ a( aso2) . . . 74

2.1 Rendimento dostiposde materiaisusadosem painéisfotovoltai os (resumoda

in-formaçãoapresentadaanteriormente). . . 18

2.2 Eletri idade provenientedeparquesCSP nototalde onsumodeeletri idade . . . 25

3.1 Produçãodeenergiapor unidadedeenergiainstalada(kWh/kW) . . . 43

3.2 MapadeemissõesdegasesCFC . . . 52

4.1 Estimativadeproduçãodeenergianumsistemafotovoltai oxo . . . 66

4.2 Remuneraçãodea ordo omDL363/2007 . . . 66

4.3 Rendimentoestimado(¿)numsistemafotovoltai oxo . . . 66

4.4 VALmédiodasinstalaçõesfotovoltai as . . . 67

4.5 TIR médiodasinstalaçõesfotovoltai as . . . 68

4.6 PRmédio dasinstalaçõesfotovoltai as . . . 69

4.7 DadosdeentradadosimuladorPVGIS . . . 72

4.8 Comparaçãodasproduçõesmensais( aso1). . . 72

4.9 Totaldeenergiaproduzidaeteóri a( aso1) . . . 72

4.10 Comparaçãodasproduçõesmensais( aso2). . . 73

4.11 Totaldeenergiaproduzidaeteóri a( aso2) . . . 74

4.12 Comparaçãodasproduçõesmensais( aso3). . . 75

Br Boro

BrAs ArsenetodeBoro

¿/kW êntimosdeEuroporkiloWatt

CdTe Cádmio-Telúrio CH

4

2

E

o

EPIA EuropeanPhotovoltai IndustryAsso iation

EUA EstadosUnidosdaAméri a

FER FontesEnergiaRenovável

FV FotoVoltai o

GEE GasesEfeitodeEstufa

GT GigaToneladas

GWp GigaWattpi o

I Corrente

IEA Interna ionalEnergyAgen y

INP FosforetodeÍndio

IPCO IntergovernamentalPanelonClimateChange

km Quilómetros

KNO

3

kVA QuiloVolt-Ampere

kWh/a QuiloWatt-hora/anual

MWp MegaWattpi o

N

2

O

3

ºC GrausCentrígados

OCDE OrganisationforE onomi Co-OperationandDevelopment

P Fósforo

PIB ProdutoInternoBruto

PR PeríododeRetorno

PRE Produção RegimeEspe ial

PVGIS ProgramadeSimulaçãoparaSistemasFotovoltai os

REN RedeEnergéti aNa ional

SEI SistemaElétri oIndependente

SF

6

TIR TaxaInternadeRentabilidade

µ

USD United StatesDollars

UV Ultra-Violeta

VAL ValorA tual Líquido

W Watt

W/m

2

1.1 Motivações

Energia renovável é qualquer fonte de energia que deriva direta ou indiretamente de pro essos

naturaisrela ionados omaluzsolar,armazenamentode alornaterraoudeforçasgravita ionais

eque é onstante enaturalmente restabele ida. Casoo ritmode extraçãode uma determinada

fontede energianãoex edaoseunaturalritmode reposição,entãoum re ursoéditorenovável.

Eletri idade renovável pode ser obtida a partir do vento, sol, água , entre outras formas. A

energia proveniente do Sol é a fonte de energia mais abundante no planeta Terra. A energia

solarque atingenuma hora asuperfí ie terrestreé su iente para suportaraenergia onsumida

portodasasatividades humanas numano. Embora oseu ontributosejaresidual(representava

em 2010, segundo o relatório do IEA [1℄ apenas 0,1% da produção de energia), a energia solar

fotovoltai aapresentaumfuturo parti ularmentepromissor,tendovindooseu res imentoanual

superar uma taxa média superior a 40% desde o iní io do milénio e, segundo diversos estudos,

ontinuaráamanter esta tendên ia res ente aolongo daspróximasdé adas[1℄. Emparti ular,

o estudo Te hnology roadmap solar photovoltai energy [1℄ datado de 2010 e elaborado pelo

IEA prevê que até ao ano de 2050, a te nologiafotovoltai a forneça er a de 11%da produção

globaldeeletri idade(4PWh),oque orrespondeàte nologiadosdiasdehoje,a3Terawattsde

apa idadefotovoltai ainstaladaa umulada. Al ançarestameta exigiráumesforçopolíti oforte

eequilibradonode orrerdospróximosanosdemodoapermitiroprogressodate nologiaeauma

reduçãodos ustosdeprodução.

Estatendên ia res entenane essidadedealternativasenergéti asvaiaoen ontrodane essidade

urgentedaliberalizaçãodosmer adosdeenergia,aore onhe imentodaimportân ia daprodução

des entralizadae laro,do avançardate nologia. Existe osentimento generalizadoqueestetipo

dete nologiarepresentao aminhoaseguirpelaHumanidadenapro uradoequilíbrio limatéri o

doplanetaTerradadoque, alémde ontribuirpara reduçõessigni ativasdasemissõesdegases

omefeitodeestufaeumdesenvolvimentoso ioe onómi o,estaenergiatrazbenefí iosemtermos

desegurançadoaprovisionamentoenergéti o,tãoemvoganosdiasdehoje. Oprimordialobjetivo

destadissertaçãoprende-se omaidenti açãoe ara terizaçãodediferentesíndi es rela ionados

omoimpa todestate nologia,dopontodevistae onómi o,ambientaleenergéti o,sendo

abor-dadaaevoluçãodate nologiafotovoltai a,desdeosseusprimeirospassosatéaosdiasdehoje,as

te nologiasemergenteseofuturoqueseauguraal ançar. Édadaatençãoàspolíti asmundiaise

na ionaisquetêmvindoaserimplementadas,bem omoosbenefí iose onómi os queadvêm na

apostadeuma energialimpae inesgotável,sobretudo noProto olodeQuioto easua

eimportante, omo mundo em quevivemoster vindo asofrerbastantes alterações nosúltimos

anos. Ousoex essivode ombustíveisfósseistemvindoaalterar onsideravelmenteonosso

E os-sistemaeSo iedade. Atemperaturatemvindoaaumentarsempre edentes nasúltimasdé adas,

asestaçõesestãoasofrermudançasradi aise abea adaumdenóslutarpelonossoPlaneta. O

onstante aumentodepreços dos ombustíveisfósseistem vindoa riarummonopóliode nações

sobre nações,em queabalança pendenaturalmente para quem possuiosre ursos naturais om

queditam asleis de mer ado. Outro aspeto a ser abordado passa pela possibilidade de ligação

àredede sistemas outroraautónomos. Para ombater estes eoutros males, diversospaíses têm

vindoaadotaraproduçãodasuaprópriaenergiadeumaformaamigadoambiente,paraparar

etentarreverterosefeitosdevastadoresdaspolíti asenergéti asprati adasaolongodosúltimos

anos[4℄. Numlo altãoprivilegiado omoPortugal,ondeoSolseen ontradisponívelemgrande

quantidade durante oano inteiro, têmvindo aserdesenvolvidossistemas produtoresde energia

Propõe-se om a presente dissertação realizaruma ara terização do estado da arte da energia

fotovoltai a a nível mundial, fo ando parti ularmente a nível interno. Esta ara terização irá

debruçar-se sobre três importantes vetores: energia, e onomia e ambiente. Para a onse ução

desteobjetivo,será analisadaaevoluçãodate nologiafotovoltai aao longodosúltimosanos, as

suasprimeirasapli ações, onstituiçãoeaste nologiasemergentes. Pretende-sedara onhe eras

diferenteste nologiasutilizadasnaproduçãodeenergiaelétri aatravésdoSoleosequipamentos

ne essáriospara oefeito. Será analisada a previsãode res imento de instalações ede potên ia

instalada,será ara terizadoosistemaenergéti ona ional,bem omoosin entivos riadosparao

desenvolvimento desta te nologiadegeraçãoelétri aeemque medida estaspolíti as energéti as

surtiram efeito, no que diz respeito ao impa to que o aumento de instalações tem no parque

ele troprodutor português, na emissão de gases para a atmosfera e na e onomia, ao nível do

emprego. Complementarmente à ara terizaçãodo estadodaarte, adissertação apresentaráum

estudo de viabilidade e onómi ade diversas instalaçõesfotovoltai as, atendendo ao onjunto de

variáveisque são habitualmente ríti asneste tipo de investimento: ustos de instalação para o

utilizador, usto médiounitáriodokW, aprodução deenergiaque osistema poderá produzireo

retornoe onómi oexpe tável. Pretende-sedeterminararentabilidadedoinvestimentoatravésda

análisedosseguintes indi adorese onómi os: VAL(Valor AtualLíquido),TIR( Taxa Internade

Rentabilidade)bem omodeterminaroPR(PeríododeRetorno) do apitalinvestido. Para ada

aso,foifeitooestudoparaumsistemaxoeumsistemaseguidor,porformaatentardeterminar

Apresentedissertaçãoen ontra-sedivididaemquatro apítulosdedesenvolvimentoeum apítulo

nal,destinadoa on lusões.

O apítulo ini ialindi a os motivosque levaram adesenvolverestetrabalho eoque sepretende

atingir omaredaçãodestadissertação.

Osegundo apítulo faz umenquadramento geraldo queé ate nologiafotovoltai a,desdea sua

des oberta, as suas primeiras e prin ipais utilizações desde o seu apare imento até aos dias de

hoje, asinovaçõesdequeestaáreatemvindoaseralvoeaposiçãoprivilegiadadePortugalpara

oaproveitamentodestevaliosore ursoenergéti o omparativamenteaoutrospaísesEuropeus.

Oter eiro apítulodivide-seemtrês sub- apítulos, adaumvo a ionadoparaumaáreadistinta:

energéti a, e onómi a e ambiental, avaliando os benefí ios energéti os que advém da utilização

destate nologia,queranívelinternoqueranívelmundial.

Seráanalisadooimpa toe onómi odate nologiafotovoltai a,in idindoaanáliseparti ularmente

nos ustosenvolvidos,in entivosdadospelosgovernadores,fazendoreferên iaaosdiplomasque

fo-ramsendopubli adosaevoluçãodaremuneraçãopagaaosprodutoresdeeletri idadeeosempregos

geradospelo desenvolvimentodestate nologia.

Por último neste ter eiro apítulo, serão abordadas as alterações limáti as e de que forma a

implementaçãodate nologiafotovoltai atemdadooseu ontributoparainverteratendên iadas

últimasdé adasaestenível.

O apítuloquatrodesenvolveumestudo eanálise deum onjunto de25instalaçõesfotovoltai as

exe utadas noperíodo de tempo entre 2007 e Março de 2012. Nesta análise foram analisadas e

omparadasalgumas ara terísti asdas instalações, nomeadamente o seu usto, asua potên ia,

aenergia produzida e aremuneraçãoteóri a que se pode esperar destas instalações. Analisa-se

aevolução destas variáveis e faz-se a sua omparação entre sistemas xos esistemas seguidores

solares por forma a determinar as vantagens e desvantagens de ada uma das instalações.Para

terminarserãoanalisadasasproduçõesreaisdetrêsinstalaçõeseseráfeitauma omparação om

osseusvaloresteóri os.

O apítulo in o fazuma análise global eapresentaas on lusõesdotrabalho desenvolvido,

2.1 ENQUADRAMENTO HISTÓRICO

Oefeitofotovoltai opodedenir-se omosendoaproduçãodeumadiferençadepoten ialquando

semergulham pla asmetáli asnumeletrólito eseexpõem estasàluzsolar. Oefeito fotovoltai o

propriamente ditofoiobservadopelaprimeira vez em1839pelo físi ofran êsEdmondBe querel

queveri ouque pla asde prata, quando mergulhadasnum eletrólito, produziam uma pequena

diferençadepoten ialquandoexpostasàluzsolar. Nasequên iadestades oberta,eapósdiversos

aperfeiçoamentos, em 1877, WilliamAdams eRi hardDay(alunodo primeiro)desenvolveramo

primeiro dispositivo sólido de foto-produção de eletri idade [5℄. Tratava-se de uma pelí ula de

selénio depositado num substrato de ferro, em que uma pelí ula muito na de ouro servia de

onta to frontal entre esteselementos. Este dispositivo apresentavauma e iên ia de onversão

deaproximadamente0,5%. Posteriormente,em 1883,oinvestigadorCharles Frittsdupli ouessa

e iên ia(1%), omumamisturadeduaspla asdeouro,outrometalseparadasporselénio,tendo

sidoaqui onstruídasas primeiras élulas solares. A e iên iada élula deselénio não hegavaa

1%,mas omaevolução ientí adoiní io dosé uloXX, prin ipalmente devidoàexpli açãodo

efeitofotoelétri oporAlbert Einstein em 1905,ame âni aquânti a omateoriadasbandasde

energia,físi adossemi ondutores omospro essosdepuri açãoedopagemapli adasaos

trans-missores,em1954foianun iadaaprimeira élulafotovoltai ausandosilí io( ome iên iade6%),

desenvolvidapelosinvestigadoresCalvinFuller(quími o),GeraldPearson(físi o) eDarylChapin

(engenheiro), em New Jersey, nos Estados Unidos da Améri a[5℄. Esta élula solar moderna

tinhaapenas dois entímetros quadradosde áreaegerava5mW de potên ia elétri a. Foieste o

momentoquemar ou oiní ioda eramodernada energiasolar,tendosidoformalmente

apresen-tadanareuniãoanualdaNationalA ademyofS ien es,emWashington. Noentanto,ofa todeo

ustodeproduçãorondarsensivelmenteos200USD(150¿)/Wattnaquelaépo a,fez omqueesta

te nologianão fosse onsiderada para produção de energia durante várias dé adas. No entanto,

riou-sea possibilidade de produção deenergia em lo ais distantes ondenão haviafa ilidadede

entrega de ombustíveisfósseis. No de orrerdadé ada de 1990, ointeressena áreafotovoltai a

O Sol forne e energia sob a forma de radiação, radiação essa que é a base de toda a vida na

Terra. No entrodoSol, afusãotransforma nú leosde hidrogénioem nú leos dehélio. Durante

este pro esso, parte da massa é transformada em energia. Devido à grande distân ia existente

entre o Sol eaTerra, apenas uma mínima parte (aproximadamente duas partes por milhão) da

radiaçãosolaremitidaatingeasuperfí iedaTerra. Estaradiaçãoéequivalenteaumaquantidade

deenergiade1x

10

18

kWh/ano. Estaquantidadedeenergiasolarqueatingeasuperfí iedaTerra

orresponde,aproximadamente,adezmilvezesàpro uraglobaldeenergia. Poroutraspalavras,

teríamosapenas deaproveitar0,01% desta energiaparasatisfazerapro ura energéti atotal da

humanidade[7℄.

Desta forma, aintensidadeda radiaçãosolar forada atmosfera,é variável onsoante adistân ia

entre oSol e aTerra. Durante o de orrerdo ano,pode variar entre 1,47x

10

8

km e 1,52 x

10

8

km. Devido a estavariação fa to, a irradiân iapode ter valoresa variarde 1365

W/m

2

e1412

W/m

2

[8℄ . O valor médio é designado por onstante solar

E

0

W/m

2

, om o qual é

possível determinar(entre outros parâmetros),aradiação quein ide na superfí ieterrestre num

determinadomomento.

2.2.1 O espe troda radiação solar

Aradiaçãopodeserdenida omoumaformadetransferên iade aloremqueaenergiaé

trans-ferida de um orpo para outro sem que o espaçoentre ambosseja aque ido de igualforma. A

energiaradiantesolarper orreoespaçosobaformadeondaseletromagnéti aseaque ea

super-fí ieterrestre sem ausar umaumento signi ativodatemperaturado ar[9℄. A radiaçãosolar é

onstituídaporumespe tro onstituídoporfrequên iasvariáveis,quevãodesdeosinfravermelhos

atéàsaltasfrequên ias(raiosultravioletas). Convémreferirque99%daenergiaradiada pelo sol

tem omprimentosdeonda ompreendidosentre0,280

µm

µm

Dototaldestaenergia,umaquantidade onsiderávelnão hegaaatingirasuperfí iedaTerra,

devidoadiversosfenómenos,denominadosporreexãoeatenuação. Aatenuaçãoéresultante da

pressãoexer ida pela amada do ozonoe pela absorção de raios infravermelhospelas molé ulas

de

H

2

O, O

2

CO

2

difusa. Aopassaremnaatmosferaosraiossolaressãoemgrandeparteabsorvidos,peloqueapenas

metadedaradiaçãosolarque hegaàatmosferaatingeefetivamenteasuperfí ieterrestre. AFigura

2.2demonstraosfenómenoso orridosdaradiaçãosolarantesdasua hegadaàsuperfí ieterrestre

[11℄:

Airradiân iasolarvariadea ordo omoângulodein idên iadosraiossolares.Oânguloformado

entre ozenite lo ale os raiossolaresin identes nasuperfí ieterrestre, édenominado porângulo

zenital. Quantomaiorforoângulodein idên ia,menorairradiân iasolar. Oníveldeirradiân ia

naTerraédeaproximadamente1000

W/m

2

omboas ondições limatéri as,independentemente

dalo alização. Aoadi ionaraquantidadetotaldaradiaçãosolarquein idenasuperfí ieterrestre

durante o período de um ano, obtém-se a irradiação global anual, medida em

kW h/m

2

. Esta

parâmetrovariadeummodosigni ativo omasregiões,eviden iandoaFigura2.3,apresentada

deseguida,asituaçãonaEuropa[12℄.

Figura2.3: Poten ialdeaproveitamentofotovoltai onaEuropa[13℄

A irradiaçãosolar, em regiõessituadas perto doEquador, ex ede os2300

kW h/m

2

porano,ao

passoquenosul daEuropaestevalor nãoultrapassaos2000

kW h/m

2

. EmPortugal,estevalor

situa-seentre os 1300 (anorte) eos 1800

kW h/m

2

(a sul) sendonotáveisasdiferençassazonais

existentes por toda aEuropa, fazendo de Portugal um país privilegiado para o aproveitamento

deste re urso, dado que, a título exempli ativo, a Alemanha, atualmente o país mundial om

maiorpotên iainstaladaemsistemasfotovoltai os,apresentavaloresarondaros1400

kW h/m

2

,

laramente inferioresaPortugal[13℄.

A radiação solar é sempre superior numa área que se estende perpendi ularmente em relação

aosraios solares, doque numa áreahorizontal dasmesmas dimensões. Dadoque oazimutee a

A orientação ótima de um painel xo não é óbvia, existindo diversos fatores a ter em onta.

Na práti a re omenda-se que sejam orientados de modo a que a sua parte frontal que virada

paraoSulgeográ o (ouNorte, quandonohemisfério Sul). QuandooSol al ançaopontomais

alto da sua trajetória (meio dia), a sua posição oin ide om o Sul geográ o. Para onseguir

ummelhor aproveitamento da radiação solar in idente, os módulos deverãoestar in linados em

relaçãoaoplano horizontal num ângulo quevariará omalatitudedo lo al dainstalação, sendo

re omendada,emPortugal,aadoçãodosseguintesângulosdein linação:

Inverno: Latitudedolo al +15º

Verão: Latitudedolo al-15º

Esteéoângulodein linaçãoquegeralmentemaximizaaradiaçãosolarnoplanoemqueospainéis

fotovoltai os se en ontram instalados em função da estação do ano. Por norma, os painéis são

instaladossegundoain linaçãodeVerão,dadoseroVerãoaestaçãodoanoquemelhorrentabiliza

ainstalaçãofotovoltai a devidoaomaiornúmerodehorasdeexposiçãosolareàfra ao orrên ia

denuvens.

AFigura2.4representaumestudolevadoa aboquerepresentaairradiaçãosolaranualin idente

numaáreadeummetroquadrado,emfunçãodoazimuteedain linaçãosolar.

Figura2.4: Irradiaçãosolaremfunçãodoazimuteedaalturasolar(kWh/

m

2

)

As diferentes orientações dadas à instalação solar resultam em diferentes níveis de irradiação.

EmPortugal,a orientaçãoótima deuma instalação éna direçãoSul, om umângulo de 30ºde

in linação. Neste aso,oníveldeirradiaçãoéquinzepor entosuperiorrelativamenteaumaárea

horizontal(ângulodein linação=0º).

A onstruçãodeinstalaçõessolaresemtelhadosin linados, omorientaçõesdiferentes daposição

denida omo ótima,traduz-se numa menor produção de energia devido à reduçãoda radiação

queaorientaçãovarie aindamaisdaposição ótimapodem igualmente serexplorados,masnesta

situaçãoamenorirradiaçãodeverásertidaem onta. Autilizaçãodasfa hadasparaaintegração

dete nologiassolares(ângulodein linação=90°)impli aumaproduçãodeenergiamenor,devido

àreduçãosigni ativadairradiação. Neste aso,aboavisibilidadedainstalaçãosolar(oproveito

daimagem),aspetosdedesign,entreoutrosfatores,têmumpapelvitalparaade isãonalsobre

a onstruçãodafa hada omestematerial.

Pela análise da Figura 2.4 é possível veri ar que à medida que o ângulo de azimute aumenta

omuma in linação onstante aradiaçãoanualtotaldiminui. Duranteointervalo[-90º;+90º℄de

ângulodeazimute(orientaçãoNas enteePoente),aradiaçãototalmáximadiminuisensivelmente

20%para ângulosde in linaçãomaisbaixos. Poroutrolado, omângulos dein linaçãomaiores,

essa redução é mais signi ativa, hegando mesmo a uma redução para metade em superfí ies

naverti al. Paraângulos deazimutesuperioresa90º,essareduçãotorna-se adavezmaior om

perdasapoderematingiros50% omparativamenteàradiaçãomáxima. Parasuperfí iesorientadas

aNorteenaverti al, omojávistasanteriormente,aradiaçãototalsofreumareduçãode70%,o

querevela umafortequebraem termosdeprodução.

Utilizandoosdados disponíveis em [13℄ e re orrendoa estudos feitos em [7℄, apresenta-se de

se-guidaaFigura2.5,querepresentaosvaloresmédiosmensaisdairradiaçãoobtidaemplanos om

in linaçãonula,pertodaótima (30º)e omumain linaçãode60ºnazonadeLisboa.

Figura2.5: Irradiaçãoglobalmédiasobreplanosxoehorizontalein linado

InterpretandoosdadosdaFigura2.5e omparandoosvaloresdeirradiân ia,veri a-sequeé om

um plano xo om in linação de 30º, que se onsegue a maximização deste valor, 8% superior

Figura2.6: IrradiaçãototalanualeenergiaproduzidaporkWdefotovoltai oinstalado[13℄

Na Figura 2.6 apresenta-seo aso on reto dePortugal Continental,nos asosde disposição

horizontal (Figura 2.6a) e para um plano otimamente in linado (Figura 2.6b). Analisando as

Figuras anteriores, veri amos que aradiação global in idente numa superfí ie horizontal varia

entre os

1400kW h/m

2

eos

1800kW h/m

2

. Poroutrolado,utilizandouma superfí ieotimamente

in linada,osvaloresin identespodem variarentre

1750kW h/m

2

eos

2050kW h/m

2

Casoumsistema sigaaposiçãodoSol, aenergiaproduzida serámaior. Nosdias omummaior

índi ederadiação,emqueexisteuma grandeproporçãoderadiaçãodireta, épossívelobterem-se

ganhosrelativamenteelevadosderadiaçãoatravésdestetipodesistema.NoVerão,nãosóosganhos

absolutossãomuitosuperioresdoquenoInverno, omotambém aproporçãodedias nublados é

signi ativamenteinferior. Emdiassemnuvens,estesganhospodematingir até50%nestaépo a

(Verão)e300%noInverno,quando omparados omosganhosdesistemasfotovoltai os omuma

áreade aptaçãohorizontal [5℄. A maiorparte do aumento da produção de energia, devido ao

movimento do equipamento que permiteseguiradeslo ação doSol, é obtidano Verão. Há dois

tiposdedispositivos,quepermitemomovimentodosequipamentosdea ordo omadeslo açãodo

sol: osquetêmdois eixoseosdeapenas umeixo. Osme anismos omdoiseixos, representados

naFigura2.7,fun ionam sobre oplanoverti al (entre -120ºe+ 120º)eoplano horizontal(60º)

[14℄.

Figura2.7: Sistemaseguidordedoiseixos

Dadoque osme anismos de dois eixos são muito mais omplexos (e dispendiosos) do ponto de

vistaté ni o omparativamenteaossistemasdeumeixo,sãomuitasvezespreteridosafavordestes

últimos.

Ossistemas de seguimento solar de um úni o eixo (também designado porseguidor mono axial

horizontal)operamsobreoeixohorizontal(entre agamados-45ºe+45º).

umsistemaseguidordeumeixo. Emtermosdee iên ia,no asodaEuropaCentral,ossistemas

fotovoltai os om dispositivos de dois eixos podem obter um aumento de produção adi ional de

até 35%, omparativamente a sistemas xos. Nos dispositivos de um eixo, este possível ganho,

teóri o, queda-se pelos 30% [14℄. A Figura apresentada de seguida representa as diferençasem

termosde produção aolongo deum dia(Verão),dos diferentes tiposde sistema de produçãode

energiafotovoltai a.

Figura2.9: Comparaçãoentre produçõesdediferentes sistemas(adaptadode[14℄)

Contudo,ousodesistemasseguidoressolaresimpli a uma usto maiselevado. Este tiposde

sis-temasrequeremummastroverti alregulável,queterádeser apazderesistiràsgrandespressões

dovento. Podevirequipado omumsistemade ontroloelétri o,ousermovidoatravésdemeios

hidráuli os. O fa to de ser ne essário asua alimentação, reduz em parte a e iên ia energéti a

globaldosistema. Ossistemashidráuli ossãobaseadosnoprin ípiodeaque imentodelíquidose

nasdiferençasresultantesdepressão. Casoome anismodeixedefun ionar,osistemafotovoltai o

pode arimobilizadonumaposiçãodesfavorável,oque onduzaumadiminuição onsiderávelda

radiação aptadaduranteoperíodo deimobilização. Regrageral, oa rés imodeprodução

ener-géti adossistemas fotovoltai os omestetipode te nologianão ompensaomaiorinvestimento

ini ialque resulta dome anismoem ausa (a determinaçãoda vera idadedestaarmaçãoé um

dos objetivos desta dissertação). No entanto, o mer ado tem vindo a adaptar e existe já uma

amplagamadesistemasseguidores omumeixo, ompreçosmaisreduzidos, ujo usto/benefí io

Oselénio teveasuagrandeprimeiraapli açãonosnaisdosé uloXIX,nãodevidoàsua

propri-edadefotovoltai a,masàsuapropriedadefoto- ondutora ( orrente produzida serpropor ionalà

radiaçãoin identeedependente do omprimentodeonda),oquepermitiamediraintensidadeda

luzem fotograa. Esta ideia partiu doengenheiro alemãoWerner Siemens queos omer ializou

omofotómetro paramáquinas fotográ as. Outra grandeapli ação deu-senas dé adasde 50 e

60, oma expansão espa ial. A ne essidade de uma fonte de energia inesgotávelfez om que se

apostassenesta te nologiaparaalimentaçãodos satélites[5℄. Estate nologia ontudo, apesarde

ara,eramuitoleve,edispensavaousodebateriaspesadasparaaalimentaçãodestessistemas. A

indústriaespa ialaliás,é onsideradaagranderesponsávelpelodesenvolvimentodestate nologia.

Estate nologiafoitambémutilizadaemsistemasindependentes omomeiodeforne imentode

ele-tri idadealo alidadesruraisremotas,emequipamentosdebombagemparairrigaçãoagrí ola,eem

sistemasdetele omuni açõesque,devidoàdistân iadosgrandes entrospopula ionais/di uldade

dea essoaimplementaçãodeumsistemaautónomoeravitalee onomi amentemaisviáveldoque

aligaçãoaosistema elétri otradi ional. Nosdiasdehoje, máquinas al uladoras,relógios,sinais

detrânsitoe parquímetros,são apli açõesnasquaisossistemasfotovoltai ossão implementados

emmassa,emqueobaixo onsumodeenergianãoobrigaàinstalaçãodepainéissolaresdeelevada

dimensão.

As élulasfotovoltai assão onstituídasporummaterialsemi ondutorosilí ioaoqualsão

adi- ionadassubstân ias,ditasdopantes,porformaaser riadoummeioadequadoaoestabele imento

doefeitofotovoltai o. Uma élulafotovoltai atemumapotên iaelétri adeaproximadamente1,5

W( orrespondentesaumatensãode0,5Veuma orrentede3A).Paraaobtençãodepotên ias

maiores, élulas são asso iadas em série e/ou em paralelo, formando assim painéis fotovoltai os

ompotên iasdiversi adaspotên ias(variandotipi amenteentre180e240W)[7℄. Como forma

de proteção são olo ados díodos de bypass 1

por forma a evitar o sobreaque imento de élulas

quandopartedomóduloseen ontraàsombra. O onjuntode élulasé olo adaentreuma

super-fí iede vidroediversas amadasdematerial plásti osendosubmetidas aelevadastemperaturas

edepressõespor forma a tornar o onjunto estanque. Após isto,são montadas numa estrutura

metáli a(normalmentedealumínio).

Figura2.11: Constituiçãodeumpainelsolar

AFigura2.12érepresentativade omoas élulaspodem serasso iadasporformaaaumentar

apotên iadesaídadea ordo omodesejado.

Figura2.12: Agrupamento de élulas

Uma élula fotovoltai a onstituídapor ristaisde silí iopuronãoseria apazdeproduz energia

elétri a. Para haver orrente elétri aé ne essário a riação de um ampo elétri o, isto é, uma

diferençadepoten ialentreduaszonasda élula(oquelevaàne essidadedealterara omposição

deuma éluladesilí iopuro)adopagemdosilí io.

1

Este pro esso onsiste na introdução de elementos estranhos om o objetivode alterar as suas

propriedadeselétri as, riando desteformaduas amadasna élula: a amadatipopea amada

tipon, que possuem,respetivamente,umex esso de argas positivas(p) eumex esso de argas

negativas(n). Paraa riaçãodaregiãodotipoputiliza-seoelementoboro(Br). Umátomodeboro

formaquatroligações ovalentes omquatroátomosvizinhosdesilí io,mas omosóapenaspossui

trêseletrõesnasuabanda devalên ia, existeuma ligaçãolivre,apenas omumeletrão aopasso

queasrestantestrês ligaçõespossuemdois eletrões. Aausên ia desteeletrão é onsideradauma

la una,aqualtem um omportamento de arga positivaqueviajaatravésdomaterial. Arazão

entreátomosdeboroeátomosdesilí ioénormalmentedaordemde1para10milhões[15℄. Para

riararegiãon, ofósforo(P)éo ompostoutilizado. Umátomodefósforotem in oeletrõesna

suabandadevalên ia,peloque riaquatroligações ovalentes omosátomosdesilí ioedeixaum

eletrãolivre,quetal omooeletrãolivredeboro,viajaatravésdomaterial. Arazãoentreátomosde

fósforoedesilí ioéalgo omo1para1000. Aregiãoondeosdoismateriaisseen ontram,

designa-se junção p-n, riando-se um ampo elétri oque separa osportadores de arga que a atingem.

Estasjunçõesp-nlevamaum omportamentofotovoltai o ommelhordesempenhoqueasini iais

barreirasde S hottky. Noiní io do desenvolvimento desta te nologia (em1954), uma junção

p-n de sulfureto de ádmio foi produzida om uma e iên ia de 6%, e nos anos seguintes foram

desenvolvidasoutras te nologias de junções p-n, om arsénio de gálio, fosfato de índio e telúrio

de ádmio,materialinteressanteporapresentarumaelevadaabsorção,empressuposiçõesteóri as

de um rendimento superior relativamente à junção p-n de silí io. Contudo, o silí io manteve-se

omo omaterial fotovoltai o maisutilizado edifundido, bene iando dasevoluçõeste nológi as

da indústria mi roele tróni a porém, a investigação e o desenvolvimento de estratégias para a

onstruçãodenovosmatériasedeequipamentosfotovoltai os omum ustomenorenosexistentes,

paraaumentarasuae iên iatêmvindoaserexplorados. Entreasinovaçõesdereduçãode ustos,

referem-seosilí iopoli- ristalino,osilí ioamorfobem omo ondutoresorgâni os. Emtermosde

radiação)bem omovariaçõesdestaúltima. Apesardeemtermospráti osnãonosen ontrarmos

afazerusufrutodestes avanços te nológi os,o onhe imento nesta iên ia tem vindoamelhorar

dediaparadia.

2.4.1 Silí io mono- ristalino

Osilí iomono- ristalinoéomaterialmaisusadona omposiçãodas élulasfotovoltai as,tendouma

otademer adodeaproximadamente60%. Auniformidadedaestruturamole ularresultante da

utilizaçãode um ristalúni oéidealpara poten iaroefeito fotovoltai o. Orendimento máximo

atingido em laboratório ronda os 24%, porém apenas se obtém er a de 15% em ondições de

exterior[5℄. O ustode produçãodesilí io ristalinoémuitoelevado. Em2007,naUniversidade

de Delaware, Estados Unidos, foi batido o re orde de e iên ia energéti a das élulas solares

ristalinas, tendo-se atingindo um rendimento de 42,8% na onversão sob ondições normaisde

iluminação[5℄.

2.4.2 Silí io poli- ristalino

Osilí iopoli- ristalinoé ompostoporumnúmeromuitoelevadodepequenos ristaisdaespessura

deum abelo humano, dispõe deuma quotade mer ado de er a de 30%. As des ontinuidades

daestrutura mole ular di ultamo movimento de eletrões een orajam a re ombinação om os

bura os, oque reduz apotên ia de saída. Poreste motivo osrendimentos em laboratório eem

utilizaçãopráti a não ex edem os18%e 12%,respetivamente. Em ontrapartida, opro essode

O silí io amorfo não tem estrutura ristalina apresentando defeitos estruturais que, em teoria,

impediriam a suautilização em élulas fotovoltai as, uma vez que aqueles defeitos poten iavam

a re ombinação dos pares de eletrões-bura o 2

. No entanto, se ao silí io amorfo for adi ionada

umapequena quantidadede hidrogénio,porumpro esso hamadohidrogenização,osátomosde

hidrogéniosãore ombinadosquimi amentedeformaaminimizarosefeitosnegativosdosdefeitos

estruturais. Osilí ioamorfoabsorvearadiaçãosolardeumamaneiramuitomaise ientedoqueo

silí io ristalino,peloqueépossíveldepositarumanapelí uladesilí ioamorfosobreumsubstrato

(metal, vidro, plásti o). Este pro essode fabri o é ainda mais barato do que o do silí io

poli- ristalino. Os equipamentos solaresdomésti os ( al uladoras, relógios) são habitualmente feitos

om élulas desilí ioamorfo, representando er a de 4%do mer ado. Emlaboratórioépossível

obterrendimentosdaordem de13%,mas aspropriedades onversorasdo materialdeterioram-se

emutilizaçãopráti a,pelo queosrendimentosdes empara er ade6%.

Figura2.14: Diferentestiposde élulasfotovoltai as

NaFigura2.14 apresenta-se,maisà esquerdauma élula desilí io amorfo,ao entrouma élula

desilí iomulti ristalinoeàdireitauma éluladesilí iopoli ristalino. Natabela2.1 ondensa-se

ainformaçãoa imamen ionada.

Te nologia

η

c´

elula−lab

η

m´

odulo−lab

η

comercial

Cota

mercado

Silí iopoli- ristalino 19,8% 18% 11%~ 14% 30%

Silí ioAmorfo 12,7% 13% 5%~ 8% 4%

Tabela 2.1: Rendimentodostiposdemateriaisusadosempainéisfotovoltai os(resumoda

infor-maçãoapresentadaanteriormente)

2

Asdenominadaste nologiasfotovoltai asde1ªgeraçãosãomaioritariamente ompostaspor élulas

de silí io ristalino que se podem en ontrar no mer ado através de módulos mono- ristalinos e

multi- ristalinos,ambos obtidosatravésdo ortedeumlingotedesilí io,puronoprimeiro asoe

umamistura ommúltiplos ristaisnosegundo.

A omunidade ientí a tem vindo a investigar e a desenvolver a utilização de outro tipo de

ompostos no fabri o de élulas FV que não o silí io, mantendo o prin ípio de fun ionamento

semelhanteporémsemgrandessu essos omer iaisatéàdata.

Exemplosdissosãoas élulas ompostasporArsenetodeGálio(GaAs)eFosforetodeÍndio(InP)

emquese onsegueme iên iassuperioresa35%[37℄.Asprin ipaisdesvantagensdestesmateriais

residemnasuaes asseze ustoelevado,oquetem ontribuídoparaqueestas élulassejamapenas

utilizadasemprojetosespa iais.

Deigualmodo,têmvindoaserimplementadosemdiversoslo ais,osdenominadosCPV

( on en-tradosfotovoltai os),que onsistemnãomaisdoqueumsistemaóti o omlentesdeFresnel 3

,que

podem atingiratéos25%derendimentona onversão[37℄.

2.5.1 Filmesnos

Módulos fotovoltai os de lmes nos ompostos por Telúrio de Cádmio (CdTe) e

Cobre-Índio-Gálio-Selénio(Cu(In,Ga)Se2),vulgarmente designadoporCIGStêm opoten ial paraal ançar o

tãofamigerado ompromissobaixo usto/elevadae iên ianaproduçãodeeletri idadeatravésde

sistemasfotovoltai os. Estasduaste nologiaspartilhamdeuma omposiçãoestruturalidênti a,ao

nívelda amadadejunção,dabasedeeletrõesentreoutraspropriedades. Aintegraçãomonolíti a 4

dos ir uitosdas élulassolarespode onduzirareduçãode ustosdeprodução omparativamente

aos ustosdeproduçãodesilí io ristalino. Paraquese onsigaal ançaropoten ialalongoprazo

destasduaste nologiaséne essárioqueseinvistanainvestigaçãoedesenvolvimentoporformaa

seremen ontradassoluçõesparaoal an edoobjetivopretendido.

Apesar de apresentarem já algumaabilidade, ainda restam problemas para resolver, tais omo

adegradaçãodevido àexposição aos elementos naturais eo estudo da melhorforma para oseu

en apsulamento.Relativamente a rendimentos, as élulas CIGS apresentam já uma e iên ia de

aproximadamente19,5%equando onjugadasemmódulosultrapassamos13%. Embora

apresen-temresultadosinferiores,as élulasdeCdTeatingemjáe iên iasde16,5%e10%quandoisoladas

einseridasemmódulos, respetivamente[37℄.

3

Homenagemao ientistaque riouumalentelisadeumladoe omanéis on êntri osdooutroquedire ionam

aluzparaumdeterminadolo al

4

Pro esso,extremamente omplexo,quevisaimplementaratotalidadedeumoumais ir uitosnumaúni apeça

As élulas fotovoltai as multi-junção são uma sub lasse de élulas fotovoltai as onstituídas por

múltiplas amadasdepelí ulasnasproduzidasporumpro essodeepitaxia 5

.

Cadatipode semi ondutor possuiuma banda de energiaespe í a , ou omo sedesigna em

in-glês,bandgap 6

,quelhepermiteabsorver,deummodomaise iente,partedoespe trodaradiação

eletromagnéti a. Comotal,osmateriaispresentesnestegénerode élulassão riteriosamente

es o-lhidosporformaa aptaremaenergiadatotalidadedaamplitudedetodooespe tro,produzindo

assimumamaiorquantidademaiselevadade orrenteelétri a.Asdiferentes amadasen ontram-se

ligadasem série, estando omaterial om aband gap mais elevada notopo. Opro essoé

rela-tivamente simples: osfotõesa ima daband gap daprimeira junçãosãoabsorvidosnaprimeira

amada,enquanto os restantes vãopassando para as amadasinferiores, ondesão absorvidosde

a ordo omasuabandgap eassimsu essivamenteatéseremtotalmenteabsorvidos.

Este tipode élulas atingemjá rendimentos de onversãodeenergiasolar emenergiaelétri ade

aproximadamente38%[16℄.

Re entemente (2011),investigadoresdoDepartamento deEnergia dosEUA,mais on retamente

doLaboratórioNa ionalLawren eBerkeleyanun iaramter desenvolvidoum pro essode riação

de élulasdealtae iên iademulti-junçãoatravésdeumúni omaterialsemi ondutor. Estenovo

omposto,umamisturadeíndioegálio,apresentaavantagemdepodersermodi adoporforma

asersensíveladiferentes omprimentos deonda. Outravantagemresidenofa tode o omposto

seen ontrar disposto numa úni a amada. O novomaterial onverte fotõesde alta energiaem

eletri idade, sem desperdiçar a sua energia sob a forma de alor, onvertendo de igual modo

osfotõesde baixa energiaemenergia, que ommateriais diferentes nãoseriam absorvidos. Este

pro essoérevolu ionáriopoispermiteomesmoresultadodoquenas élulassolaresdemulti-junção

utilizandoapenasuma amada. Nomdetudo,omaisimpressionantenare entedes obertanãoé

somenteofa todeestate nologiaapresentare iên iasdeaté50%( ontraos15%daste nologias

maisdifundidasno mer ado)massimapossibilidadede queanova élula poderá serproduzida

utilizandoaslinhasdeproduçãojáexistentesdosrestantessemi ondutores[17℄.

A Figura 2.15, a seguirapresentada demonstra a evolução sofrida na e iên ia da onversãode

energiasolaremenergiaelétri adealgumaste nologiasfotovoltai asdesdeoanode1975e2005.

5

Do grego epi,"a ima" etaxis,"de maneiraordenada". Refere-se aopro essodedeposição deuma pelí ula

mono ristalinasobreumsubstratomono ristalino omamesmaorientação.

6

Veri a-se que as té ni as de multi-junção apresentam valores de e iên ia de onversão muito

superiores às restantes te nologias,pese embora esta setenha onseguidodesta ar dasrestantes

te nologiasa partirdo ini io dadé ada de 90. Apenas aste nologias ditastradi ionais, omo

osilí iomonoepoli ristalino, apresentamo2º melhorrendimento omo apresentadonaFigura

2.15.

2.5.3 Célulasde on entração

Con entradoresSolares,Con entratingSolar Power(CSP),é omoévulgarmente onhe ida esta

te nologia. Esta te nologiagera energia elétri a om reduzidasemissões de gases om efeito de

estufa. Ao ontrário dostradi ionais sistemas fotovoltai os, estes sistemas de on entração têm

apa idadedearmazenarenergia( alorí a)porum urtoperíododetempo,oquepermiteuma

produçãode energiaelétri adesfasadano tempo emrelaçãoàsua aptação. Étambém possível

utilizarsistemasauxiliares energiapor foramaproduzirenergiaaté quandonãoexista luzsolar,

oque permite oforne imento edespa ho deenergia para aredequando ne essário. Porestas e

poroutras ara terísti asate nologiaCSPévista omoumate nologiapromissoraparatodasas

regiões. Dadoassuas ara terísti asévista omo umate nologiaquepermiteintegrarnasredes

energéti asdiversostiposde energiarenovável,tal omosolaroueóli a,sendoenumeradosalguns

rabóli os. A suaformaé ilíndri aediferen ia-sedos on entradoresplanospela parti ularidade

de on entrararadiaçãoin identeantesdeesta hegaraotubodeabsorção. Um on entrador

pa-rabóli o ilíndri oé onstituído porumasuperfí ieespelhadaen urvadadeformaparabóli a uja

funçãoé on entrarosraiossolaresin identesnumtubodeabsorção. Nestetubo ir ulaouído,

aque idopor onve çãonatural queapósatravessarotubodeabsorção éen aminhadopara um

permutadorde alor,quepermitetro asde alorentreouídoeáguaqueseen ontraarmazenada

numtanque dearmazenamentotérmi o. Apresenta omo desvantagensum baixorendimento na

onversãoda energia solar em energia elétri ae é difí il a oplarsistemas de armazenamento de

energiaaestetipodesistemas. Poragora,amaiorlimitaçãodestesequipamentosprende-se om

ofa todeapenas onseguir aptarradiaçãodiretaoque,ao ontráriodosrestantes oletores,não

permitefazerusodaradiaçãodifusa.

Deformaaminimizarain apa idadede aptarradiaçãodifusa,éin luídoneste equipamento um

sistemaquepermitevariaraposiçãodopainel onsoantealo alizaçãodofontesolar,aumentando

aperforman edo on entrador[1℄.

similar a um grande satélite, sendo onstituído por uma superfí ie parabóli a, geralmente em

alumínioou prata, que reete a radiação in idente para uma outra superfí ie de absorçãomais

pequena,aquesedáonomedeFo us,devidoàsualo alizaçãonopontofo al.Avantagemdestas

superfí ies reetorasprende-se omoseubaixo usto, fá il limpezae umadurabilidadebastante

a eitável.

AmaioriadestessistemaspossuemummotorindependentedotipoStirling 7

nopontodefo agem

olo ado normalmente na superfí ie de absorção por trás do ponto fo al para reduzir, em erta

parte,aradiaçãoin idente.

Ore etor térmi opode serformadoporuma série de tubos om líquidos refrigerantes, sendoos

mais usuais hidrogénio ou hélio. Estes tanto podem ser o meio de transferên ia de alor omo

podem tambémserouídoqueforne etrabalho paraummotor. Estes oletorestêmumarazão

de on entraçãomuitoelevada,tendoporisso, omparativamenteàsoutraste nologiasdestetipo,

asmaiorese iên iasna onversãodeenergiasolaremenergiatérmi aouatémesmo emenergia

elétri a. É umsistema de elevada e iên ia, autónomoehíbrido(pode fun ionara energiasolar

ouatravés ombustíveisfósseis)eé ara terizadoporumae iên iade onversãodeenergiasolar

emeletri idadede er ade30%,umadasmaiselevadasutilizandoestaté ni adeaproveitamento

dere ursosrenováveis.

Em termos de impa tos ambientais, nomeadamente para sistemas de produção de eletri idade,

estessãomuitoreduzidos,mesmoquandoosmotoresfun ionam om ombustívelfóssil. Aemissão

depoluenteséreduzidabem omooruídoprovo adopelomovimento dosmotores[1℄.

Figura2.17: Con entradordish olle tor [1℄

7

Criadopelopastores o êsRobertStirlingem1816 omoobjetivodesubstituiçãodomotoravaporemfunção

dadébilte nologia metalúrgi adas aldeiras. Cara teriza-se por um i lotermodinâmi o ompostode4 fasese

exe utadoem2temposdo pistão: ompressãoisotérmi a(temperatura

c

te

), aque imentoiso óri o (volume

c

te

),

gerarpotên iaelétri aatravésdeluzsolar, aqualéfo adanumpermutadorde alor(re etorde

radiação)montadonotopodesta. Estessistemassão onstituídospor entenaseporvezesmilhares

dereetores/helióstatos, ujonometé ni oéhelióstato, ujafunçãoéreetiraluzin identepara

apla a de absorção a qual atinge temperaturas que variam entre os 500ºC e os1500ºC. Estas

apli açõessãoextremamenteviáveisquandosãone essáriaspotên iasnaordemdos30a400MW.

Estes on entradores podem utilizar omo uido refrigerante a água e sal fundido líquido. A

diferençae onsequentevantagementreasduasopçõesexistentesatéaomomentodeve-seaofa to

de se poder armazenar alorde modo a prevenir os períodos de éu nublado e os períodos não

solaresaquandodautilização dosalfundido dadoqueé onstituído por60%de

N aN O

3

KN O

3

Consequentemente,este éarmazenadoatéserne essáriaproduçãodeenergiaelétri a. Neste aso

osalaque ido élevadopara umsistema degeraçãodevaporqueproduzvaporsobreaque ido,o

qualiráalimentarumaturbina/geradorparaproduçãodeeletri idade-Ci lo deRankine.

Figura2.18: Torresolarde on entração[1℄

Aimportân iadadaaestate nologiaétãoevidentequesãojáelaboradosrelatórios omprojeções

Austrália,ÁsiaCentral,Chile,Méxi o,Áfri a,EUA 5% 12% 30% 40%

EstadosUnidos(remanes ente) 3% 6% 15% 20%

Europa(maioritariamenteimportador),Turquia 3% 6% 10% 15%

Áfri a(remanes ente),Argentina,Brasil 1% 5% 8% 15%

China,Rússia(importação) 0,5% 1,5% 3% 4%

Tabela 2.2: Eletri idade provenientedeparquesCSPnototalde onsumodeeletri idade

A tabela anterior é reveladorada esperança quese depositanesta te nologia omo uma

alter-nativa viável aos ombustíveis fosseisbem omo uma feroz on orrente aos tradi ionaissistemas

Opresente apítulo pretendedara onhe er asdiferentes onguraçõespossíveisde sistemas

fo-tovoltai os: isolados, híbridoseligados àrede. Como men ionadoneste do umento, osprimeiros

sistemasaseremutilizadosforamosisolados. Comoaperfeiçoamentodate nologiaedepolíti as

adotadaspelas entidadesgovernamentais, omeçaramasurgirosprimeirossistemas one tadosà

redeesistemashíbridos.

2.6.1 O equipamento

Painel Solar Os módulos podem ser ligados em série ou em paralelo. Ligando em série, a

onexãoé realizada ligandoopólo positivode um módulo ao pólo negativodo seguinte e assim

su essivamente. A orrentetotaldo onjuntoéigualà orrentedeummódulo,porématensãodo

onjuntoéigualàsomadatensãode adaumdosmódulosdo onjunto:

I

total

= I

1

= I

2

= ... = I

n

V

total

= V

1

+ V

2

+ ... + V

n

Poroutro lado,naligaçãoem paralelo, aligação dosmódulos éefetuada ligandoopólopositivo

de um módulo om o positivo do módulo seguinte e a saída é feita ligandoo pólo positivo e o

negativodo último modo do onjunto emparalelo. A orrente totaldo onjunto éigual àsoma

das orrentesdetodososmódulosinterligadoseatensãodo onjuntoéigualàtensãode adaum

dosmódulosdo onjunto:

I

total

= I

1

+ I

2

+ ... + I

n

V

total

= V

1

= V

2

= ... = V

n

Onúmerodemódulosquepodem serligadosem adaumdosdoistiposestádependentedotipo

demóduloutilizadoedagamadetensãoqueoinversores olhidoparaosistemapermita.

Inversor Oinversorde orrente ontínuapara orrentealternadaéoequipamentoresponsável

por efetuar a onversão de, omo o nome indi a, de uma orrente ontínua para uma orrente

alternada omsin ronismode tensãoe frequên iaporformaa poder alimentarosequipamentos

(em asaamaiorpartedosnossoseletrodomésti ossãodotipoAC).Sãotambémne essáriospara

ligaruma instalaçãofotovoltai aàredeelétri a. Deseguida éapresentadoodiagrama deblo os

(b)Diagramablo osinversordedoisandares

Figura2.19: Diagramadeblo osdeinversorespara onexãoàrede

O onversorDC-DC queé apresentado na Figura 2.19bé utilizadoquando se pretendeelevaro

níveldetensãoforne idopelastring(oupainelindividual)fotovoltai o,podendoeste onversorser

retiradoquandonãoéne essáriaestafunção(2.19a).

Figura2.20: Exemplosdeinversoresexistentesnomer ado

Estrutura de Suporte São onstruidos em material resistente a ações do vento de até 140

km/heemmaterialresistenteà orrosão,tal omoaçogalvanizadoaquentee/oualumíniosendo

normalmenteunidos porintermédiodeparafusos ompor as,porformaaevitarefeitosda

degra-daçãoporexposiçãoàintempérie.

2.6.2 Sistemasautónomos

Sistemasautónomossãosistemasdeproduçãoede onsumodeenergiaelétri asemligaçãoàrede

públi a. Ossistemasautónomos/isoladosforamoprimeiro ampodeoperaçãoe onómi ados

sis-temasFV.É omumen ontrarestetipodesistemasondenãoseveri aaexistên iaalimentação

daenergiaporpartedarede(exemplodistosãoaszonasrurais). Este tipode sistemastêmjá, e

poderãodesempenharaindamaisnostempospróximosumpapelfundamental paraaintrodução

for-mundoexistemaproximadamentemaisde1,3 biliõesdesereshumanossem a essoaeletri idade.

Assituaçõesmais ríti assãonaÁfri asubsarianaregiãosituadaasuldoSara,enaÁsia

subde-senvolvida-querepresentam95%dapopulaçãomundialqueaindavivenoes uro. Aremanes ente

população, segundoomesmo estudo,en ontra-se on entrada em áreasrurais. A apa idadede

armazenamento dos sistemas isoladosé bastante importante poisaenergia produzida que não é

ne essáriaduranteodiaéarmazenadaparaserutilizadanosperíodosemquenãoexisteprodução.

Estetipodesistemas temoseguinteprin ípiodefun ionamento: aproduçãoobtidapelosistema

fotovoltai o é utilizada para forne er energia à instalação a qual se en ontra ligada permitindo

ao utilizador  ar isolado da rede aso oseu onsumo seja inferior ao produzido pelo sistema

fotovoltai oe asoaenergia onsumidasejainferioràproduzidapodevendê-laaodistribuidorde

energia, aso não disponha de um sistema de armazenamento de energia (baterias). Durante a

ausên iadeproduçãodeenergiaouem asodeinsu iên ianageração,poderá onsumir

ex lusi-vamente aenergiaforne idapelo distribuidordeenergia. Desta forma,a ontribuição daenergia

solarreduzos ustosdafaturaelétri aparaoproprietáriodosistema,enquantoqueaeletri idade

ex edente podeservendida àrede, ontribuindoassimparaoforne imentode energiaà

omuni-dadeondeseen ontrainserido. Oesquema seguinte,emdiagramade blo os, representaomodo

defun ionamentodeumsistemahíbrido.

Ossistemasligadosàredededistribuiçãosãomaissimplesemaisbaratosparaamesmapotên ia

, omparativamenteaossistemasisolados,pelofa todedispensarem asbateriasdea umuladores.

Osinversorespara ligação àredetêm ara terísti as espe i asao nívelda segurança,pois aso

hajauma quebradetensãoporpartedarede,oinversoréautomati amentedesligadoporforma

aevitarainjeção deenergianessas ir unstan ias.

Existem sistemas onetados àrede desde ospou os kW (mi ro geração) até a grandes sistemas

de produção, na ordem dos MW. Por este fa to, em ambiente domésti o terão de existir dois

ontadores de energia: o ontador de injeção na rede (produtor) e o ontador da re eção (do

onsumidor), omosepodeverpelaFigura2.23[12℄.

3.1 ANÁLISE ENERGÉTICA

NaUnião Europeia, Portugalé, depois daGré ia e daEspanha, opaís om maiorpoten ialde

aproveitamento de energiasolar. Com mais de 2300 horas/ano de insolação na Região Norte e

3000horas/anonaRegiãoSul[20℄,onossopaísdispõedeumasituaçãoprivilegiadaparao

desen-volvimentodestetipodeenergia,quenãosetemnoentanto,veri ado. Porrazõesgeográ as,os

prin ipaispaísesprodutoresen ontram-selo alizadosemlatitudesmédiasealtas. Omaior

produ-tormundialéaAlemanha( om5,4GWpinstalados),seguidodaEspanha(3,3GWp),Japão( om

2GWp)eEstados Unidos(1,2GWp)[21℄. Apesardapresentemassi açãodestate nologia,são

diversasasadversidades/entravesque pesam nomomento deinvestirno se torfotovoltai o. Um

avultadoinvestimentoini ial,insu iên ia/faltadeadequabilidadedosin entivosquetêmvindoa

seratribuídos, arên iaderegulamentaçãoespe í aenormasdequalidadeapli adasaos

instala-doreseaosequipamentossãoalgunsdos ontratemposen ontrados,oquenaturalmentedi ulta

odesenvolvimento de apli ações fotovoltai as no nosso país. Até nais da dé ada de 90 (1997)

não existiamregistos do númerode instalaçõesfotovoltai as existentes, porinexistên ia de uma

entidade om essa nalidade. Pela Figura 3.1, veri a-se que a implementação destes sistemas,

entre osanos de1992 e2004,sedestinavam quaseex lusivamenteàslo alidadesrurais(sistemas

domésti os),easistemasnãodomésti os,tais omosistemasdetele omuni ações,bombagemde

águaeiluminação[22℄ .

Figura3.1: Primeirasapli açõesdossistemas fotovoltai osemPortugal(1992-2004)

Éfa ilmente observávelum res entenúmerode sistemas one tadosàredede distribuição,bem

omooaumentodeapli açõesdestinadasàsistemasquerdomésti osquernãodomésti os. Estaé,

aliás,umatendên iaqueaindaseveri anosdiasdehoje: 52%dossistemasinstalados

en ontram-seasso iadosaose tordomésti oe20%nose tordosserviços(sobretudonaáreadas

tele omuni- ações).

Nose tordomésti o,ossistemasfotovoltai ossãobastanteúteis,poisdãooseu ontributoaos

edi-fí iosatravésdaalimentaçãodossistemasdeiluminaçãoedeventilação.Em1991oabaste imento

deenergiaprimáriadePortugaldependiadoexteriorem er ade88%esóopetróleo(totalmente

importado)representava er ade71%do onsumodeenergiaprimária. Aeletri idadedeorigem

hídri aeresíduosorestais(in luindoosresíduosvegetais)eramasduasúni asfontes deenergia

que se pretende reduzir drasti amente nos próximos anos [21℄. De fa to, esta é uma tendên ia

quese tem vindo a repetir ano após ano. Na Figura 3.2, aseguir apresentada, veri amos que

o onsumodeenergiaem Portugalsemantémhistori amente esistemati amentemuitoa ima da

médiaeuropeia,apenassendoultrapassadonospaísesapresentadospeloLuxemburgo.

Figura3.2: Dependên iaenergéti adospaísesdaUE (1998-2009)(adaptadode[23℄)

Dea ordo oma DiretivaComunitáriarelativa àprodução deenergiaelétri aapartir defontes

renováveis,aproduçãoem2010,deenergiaelétri aapartirdefontesrenováveisquenãoaenergia

eóli aeasmini-hídri asem Portugal,deveriatersidode1200MW. Ataxade res imentoanual

deste se tor (fotovoltai o) está presentemente situadaem 25%, oque representa que no ano de

2010,Portugal onseguiuuma ontribuiçãode er ade10MWp[24℄. Comopodemosobservarna

Figura3.3,atendên ia paraain orporaçãode energiasdefontes alternativastemaumentadode

AindanoseguimentodaDiretivaComunitária,atítuloindi ativo,Portugalapresentouo

ompro-missodeter omo meta noano de2010, 39%de energiaelétri aproduzidaapartirde fontesde

energiarenováveis,no ontextodo onsumobrutona ionaldeeletri idade. Apesardesetratarem

de objetivos muito ambi iosos, dados da REN relativos a2010 eviden iam que 34% da energia

produzidaemterritórioportuguês,éprovenientedePRE(produçãoderegimeespe ial)oqueé

re-veladordoesforçoquetemvindoaserdesenvolvidoaoníveldaproduçãoenergéti a[24℄. Segundo

dadosretiradosde[27℄,Portugaltinha instalado,nonal de2009,102MWdepotên iainstalada

eminstalaçõesfotovoltai as.

3.1.1 Evoluçãodo númerode instalações em Portugal

AFigura 3.4,apresentada deseguida,revela onúmerode novosregistosporregiãodopaís,

soli- itadosaolongodosúltimos anos(2008a2011)desdeque[25℄foi riado paraoefeito. Osdados

relativosa2012nãoforamin luídos vistoque apenasseen ontramdisponíveisdadosatéaomês

PelaFiguraapresentada,éobservávelumaumento onsideráveldonúmerodeinstalaçõesregistadas

noprogramademi ro-geração riadopelogovernoportuguês. Oslo aisondeseregistouummaior

númerodeinstalaçõesforamBraga, Lisboa ePorto. Éde salientar quesãooslo ais ondeexiste

uma maior densidade popula ional (311

hab/km

2

hab/km

2

hab/km

2

e que se en ontram lo alizados junto ao litoral e são onsiderados os grandes entros/motores

AFigura3.5representaapotên iaa umuladainstaladaemsistemasdemi ro-geraçãofotovoltai a,

noperíododetempo ompreendidoentre 2008e2011,segundodadosforne idospor[25℄.

Figura3.5: Potên iainstaladaa umuladaeminstalaçõesdemi ro-geraçãofotovoltai a

Pela análise da Figura 3.5, os lo ais onde foram instalados um maiornúmero de instalações

fo-tovoltai assituam-sejunto aomare nosgrandes entros urbanos. Apesar deseralgoexpe tável

devidoàmaiorindustrializaçãodestasregiõeseaumapopulaçãonumerosa,veja-se,atítulo

exem-pli ativo,aregiãodeBeja,umdoslo ais ommaioríndi edeexposiçãosolardonossopaíse om

umaáreasensivelmente250% maiorqueodistritodeBraga. Contudo,apresentaapenas 30%da

potên iainstaladaemsistemasdemi ro-geraçãofotovoltai a omparativamente omestazonado

país,oqueéreveladordodesaproveitamentodopoten ialenergéti odisponívelnonossoterritório.

Segundoosdadosdisponíveisem [25℄,en ontram-se registadas 19682unidades deinstalaçõesde

fotovoltai o ao abrigo da mi ro produção , perfazendo uma potên ia instalada em sistemas de

Veri a-seumaumento onsideráveldaenergia om origemfotovoltai aapartir de2007/2008o

que oin ide om oini io doprogramade mi ro geraçãode Portugal. Esta res ente integração

resultadoaumentodesistemasfotovoltai osligadosàredeelétri aemPortugal,queseapresenta

naFigura3.6.

Figura3.6: Potên ia omorigemnofotovoltai o onetadaàrede(adaptadode[24℄)

Também aquiseveri aumgrandeaumento anoapósano,oqueserevelaumbomindi adorda

re etividadequeestessistemasestãoaterbem omoa apa idadequearedetemparaaabsorver

3.2.1 Evoluçãodo usto da te nologiafotovoltai a

O ustodeinvestimento emsistemasfotovoltai osénormalmente expressoem ustoporwattde

pi o(¿/Wp). Emtermos históri os, o preçodos módulos fotovoltai os tem vindoa de res er a

umritmo onsiderável. ComosepodevernaFigura3.7, querepresentaa urvadepreço/volume

devendas,observa-sequeestatemumain linaçãofran amentedes endente,sofrendoopreçodos

módulosfotovoltai osumareduçãode20% adavezqueavolumedevendasdobraoseuvalor[26℄.

Estades idatemvindoasera entuada adavezmaisdevidoaoapare imentodenovaste nologias

quelevaàquedadepreçodassuasante essoras,oaperfeiçoamento daslinhasdeprodução edas

té ni asdefabri odestetipodete nologia,oapare imentode diversosfabri antesedoefeito da

natural on orrên iaaqueestáasso iadaessamultipli açãodeoferta.

Figura3.7: Evoluçãodo ustodemódulosfotovoltai os[26℄

Relativamenteàtendên iadospreçosdosdiferentes omponentesdesistemasfotovoltai os,é

O ustodosistema ompletoen ontrava-se,àdatade2009,entre4e8USD/Wp(aproximadamente

3e7¿/Wp)[27℄. Veri ou-seumagrandediminuiçãonoespaçodeuma dé ada,oqueeviden ia

aevolução destate nologia. Embora o usto dosequipamentos de interfa e eregulaçãopossam

variarmuito, tal omoos ustosde instalação, emtermos médios, er ade 60%doinvestimento

totaléreferenteaospainéissolaresin luindo-se novalorremanes enteo ustodoequipamentode

regulação,de ontrolo,eletri açãoe ustosadministrativos.

3.2.2 Legislação etarifas emPortugal

Comopassar dos anos, foramdiversos osplanos propostospelo governo portuguêsporforma a

tornare onomi amente viável este tipode te nologiapara ospequenos produtores. De seguida

referem-sealguns omoosmaisimportantes paraoimpulsionardestate nologiaemPortugal.

ProgramaE4 AsaçõesemetasprevistasnoâmbitodoProgramaE4,ResoluçãodoConselho

deMinistros Nº154/2001,de 27/11,organizam-senum ontextode uma estratégiana ional que

passapelasfontesdeenergiarenovável(FER),porformaa onseguiratingir omsatisfaçãoos

desa-osqueoPaíssepropsaatingir,nomeadamentenoqueserefereàdupli açãodadisponibilidade

depotên iaede energiaelétri ade origemrenovável,num períodode 10a 15anos. Dentro das

medidasprevistaspeloE4édedesta arona ionalinteressenoâmbitodate nologiafotovoltai a,a

importân iadaagilizaçãodoa essoein entivoaorápidodesenvolvimentodaproduçãodeenergia

elétri aapartirdasFER,apromoçãodasFER ompoten ialamédioprazo( omdestaquepara

aenergiafotovoltai a)eumaparti ularatençãoàmi ro-geraçãodeeletri idadeapartirdaenergia