Energia Solar em Grande Escala: Os Gigantes da Energia Solar

Explorando os colossais projetos solares que impulsionam nosso futuro

Uma viagem pela vastidão da engenhosidade solar

Prof. Aécio D’Silva, Ph.D. e Equipe
AquaUniversity

Usinas de energia solar em grande escala são instalações que geram eletricidade a partir da luz solar usando painéis fotovoltaicos ou sistemas de energia solar concentrada.

Energia Solar em Grande Escala – A busca por energia renovável levou à criação de projetos de energia solar inspiradores em todo o mundo. Estes projetos não são apenas maravilhas da engenharia, mas também faróis de esperança para um futuro sustentável. Neste blog, exploraremos os benefícios e desafios dos grandes projetos de energia solar no mundo, seu impacto e a promessa que eles representam.

Este artigo é um vislumbre dos esforços monumentais que estão sendo feitos para aproveitar a energia solar. Os projetos mencionados estão a liderar a transição para as energias renováveis, preparando o terreno para um amanhã mais brilhante e mais limpo.

O que são usinas de energia solar em grande escala

A energia solar é uma das fontes de energia renovável mais promissoras e de crescimento mais rápido no mundo, pois aproveita a energia abundante e limpa do sol para produzir eletricidade. Usinas de energia solar são instalações que convertem a luz solar em eletricidade usando painéis fotovoltaicos (PV) ou sistemas de energia solar concentrada (CSP). Os painéis fotovoltaicos convertem diretamente a luz solar em eletricidade utilizando materiais semicondutores, enquanto os sistemas CSP utilizam espelhos ou lentes para concentrar a luz solar numa pequena área, gerando calor que pode alimentar turbinas e gerar eletricidade.

Embora a energia solar possa ser gerada em diferentes escalas, desde sistemas em telhados até projetos em escala de serviços públicos, este posto de Inteligência Colaborativa se concentrará em usinas de energia solar em grande escala, que normalmente são definidas como tendo capacidade superior a 10 megawatts (MW). As centrais de energia solar em grande escala podem oferecer muitas vantagens para o ambiente, a economia e a sociedade, mas também enfrentam alguns obstáculos técnicos, financeiros e sociais que precisam de ser ultrapassados. Nesta postagem, exploraremos os benefícios e desafios das usinas de energia solar em grande escala e forneceremos alguns exemplos e recomendações para seu desenvolvimento e implantação.

As centrais de energia solar em grande escala podem oferecer muitas vantagens para o ambiente, a economia e a sociedade, mas também enfrentam alguns obstáculos técnicos, financeiros e sociais que precisam de ser ultrapassados.

Os benefícios das usinas de energia solar em grande escala

As centrais de energia solar em grande escala podem reduzir as emissões de gases com efeito de estufa, reduzir os custos de electricidade, criar empregos e melhorar a segurança e o acesso à energia.

As usinas de energia solar em grande escala apresentam vários benefícios em relação às usinas convencionais que utilizam combustíveis fósseis, como carvão, petróleo ou gás natural, como:

• Reduzir as emissões de gases com efeito de estufa : As centrais de energia solar em grande escala podem ajudar a mitigar as alterações climáticas, reduzindo as emissões de gases com efeito de estufa, que são a principal causa do aquecimento global. As centrais de energia solar não emitem dióxido de carbono ou outros poluentes durante a produção de electricidade, ao contrário das centrais de combustíveis fósseis, que são responsáveis por cerca de 40% das emissões globais de dióxido de carbono.

De acordo com um estudo da Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA), a energia solar poderia evitar até 4 gigatoneladas de emissões de dióxido de carbono por ano até 2030, o equivalente às emissões anuais da União Europeia.

• Redução dos custos da electricidade: As centrais de energia solar em grande escala podem ajudar a reduzir os custos da electricidade, reduzindo a dependência dos combustíveis fósseis, que estão sujeitos à volatilidade dos preços e às interrupções no fornecimento. As centrais de energia solar também podem tirar partido das economias de escala, o que significa que o custo por unidade de electricidade diminui à medida que o tamanho da central aumenta. O custo da energia solar em grande escala caiu drasticamente nos últimos anos, devido a melhorias tecnológicas, ao aumento da concorrência e ao apoio político. De acordo com a IRENA, o custo nivelado médio ponderado global da eletricidade (LCOE) proveniente da energia solar fotovoltaica em escala de utilidade caiu 82% entre 2010 e 2019, atingindo 6,8 centavos por quilowatt-hora (kWh) em 2019.

O LCOE é uma medida do custo médio de produção de eletricidade ao longo da vida útil de uma central elétrica, tendo em conta os custos de capital, operação, manutenção e combustível.

• Criação de empregos: As centrais de energia solar em grande escala podem criar empregos e estimular o crescimento económico em vários sectores, tais como a indústria transformadora, a construção, a operação, a manutenção e a investigação e desenvolvimento. A energia solar exige mais mão-de-obra do que a energia proveniente de combustíveis fósseis, pois requer mais trabalhadores para a instalação, operação e manutenção dos sistemas. De acordo com a IRENA, a indústria global de energia solar fotovoltaica empregou cerca de 3,8 milhões de pessoas em 2019, representando cerca de um terço do total de empregos em energias renováveis.

A indústria solar fotovoltaica também tem um elevado potencial para a criação de empregos locais, uma vez que pode envolver fornecedores, empreiteiros e prestadores de serviços locais.

• Melhorar a segurança e o acesso energético: As centrais de energia solar em grande escala podem melhorar a segurança e o acesso energético, diversificando o cabaz energético, reduzindo a dependência de combustíveis importados e aumentando a resiliência do sistema energético. As centrais de energia solar também podem fornecer electricidade a áreas remotas ou rurais que não estão ligadas à rede, ou que sofrem de cortes frequentes de energia, através da utilização de sistemas fora da rede ou de mini-redes. Segundo o Banco Mundial, cerca de 840 milhões de pessoas ainda não têm acesso à electricidade, principalmente na África Subsariana e no Sul da Ásia. A energia solar pode ajudar a colmatar esta lacuna, uma vez que é muitas vezes mais barata e rápida de implementar do que ampliar a rede ou utilizar geradores a diesel.

Os desafios das usinas de energia solar em grande escala

As centrais de energia solar em grande escala enfrentam barreiras técnicas, financeiras e sociais, tais como intermitência, integração na rede, utilização do solo e aceitação pública.

As usinas de energia solar em grande escala também apresentam alguns desafios que precisam ser enfrentados para atingir seu pleno potencial e adoção, tais como:

• Intermitência: As centrais de energia solar de grande escala dependem da disponibilidade e intensidade da luz solar, que pode variar dependendo da hora do dia, da estação, do clima e da localização. Isto significa que a energia solar nem sempre está disponível ou é previsível, ao contrário da energia proveniente de combustíveis fósseis, que pode ser controlada e distribuída a pedido. Isto pode representar um desafio para a estabilidade e fiabilidade do sistema energético, especialmente quando a energia solar representa uma grande parte do fornecimento de electricidade. Para superar este desafio, as centrais de energia solar precisam de ser complementadas por outras fontes de energia, tais como baterias, centrais hidroeléctricas bombeadas ou turbinas a gás, que possam fornecer energia de reserva ou de equilíbrio quando a energia solar é baixa ou alta. As centrais de energia solar também precisam de ser equipadas com tecnologias inteligentes, como inversores, controladores ou sensores, que possam ajustar a produção e a tensão da energia solar para corresponder aos requisitos da rede.
• Integração da rede: As centrais de energia solar de grande escala precisam de estar ligadas à rede, que é a rede de linhas de transmissão e distribuição que fornecem electricidade das centrais eléctricas aos consumidores. No entanto, a rede pode não ter a capacidade ou a flexibilidade para acomodar as grandes e variáveis quantidades de energia solar, especialmente em áreas onde a rede é fraca, congestionada ou desatualizada. Isto pode causar problemas como flutuações de tensão, desvios de frequência ou perdas de energia, que podem afetar a qualidade e a segurança do fornecimento de eletricidade. Para superar este desafio, as centrais de energia solar precisam de ser integradas na rede de uma forma coordenada e eficiente, tendo em conta a infraestrutura, os regulamentos e o planeamento da rede. As centrais de energia solar também precisam de estar localizadas perto dos centros de procura, ou ligadas à rede através de linhas de transmissão de alta tensão, para reduzir as perdas e custos de transmissão.
• Uso do solo: As centrais de energia solar em grande escala requerem grandes quantidades de terreno, que podem ser escassos, caros ou contestados, especialmente em áreas densamente povoadas ou ambientalmente sensíveis. As centrais de energia solar também podem ter impactos no uso da terra, tais como o deslocamento de actividades agrícolas ou pastoris, afectando os habitats da vida selvagem e a biodiversidade, ou alterando a paisagem e o cenário. Para superar este desafio, as centrais de energia solar precisam de ser localizadas e concebidas de forma cuidadosa e responsável, tendo em conta a disponibilidade, adequação e propriedade da terra, bem como os impactos e benefícios ambientais e sociais. As centrais de energia solar também precisam de minimizar a sua pegada ecológica, utilizando terras de dupla utilização ou degradadas, ou integrando painéis solares com outras estruturas, como edifícios, estradas ou canais.
• Aceitação pública: As centrais de energia solar em grande escala precisam de obter a aceitação e o apoio do público, que pode incluir as comunidades locais, os consumidores, os decisores políticos e os meios de comunicação social. No entanto, o público pode ter preocupações ou objecções sobre as centrais de energia solar, tais como o seu impacto visual, ruído, brilho ou potenciais riscos para a saúde. O público também pode ter preferências ou expectativas sobre o preço, a qualidade e a fonte da eletricidade, que podem não corresponder às das centrais de energia solar. Para superar este desafio, as centrais de energia solar precisam de envolver e comunicar com o público de uma forma transparente e inclusiva, tendo em conta as suas opiniões, valores e interesses. As centrais de energia solar também precisam de fornecer informação e educação sobre os benefícios e a segurança da energia solar, e de abordar as preocupações e os equívocos do público.

O futuro das usinas de energia solar em grande escala

Espera-se que as centrais de energia solar em grande escala desempenhem um papel fundamental na transição para um sistema energético sustentável e de baixo carbono, mas necessitam de mais investigação, inovação e apoio de vários intervenientes.

As centrais solares de grande escala não são um conceito novo, uma vez que têm sido desenvolvidas e implantadas desde a década de 1980, principalmente em países com elevado potencial solar, como os Estados Unidos, Espanha, China e Índia. No entanto, as centrais de energia solar em grande escala ganharam interesse e impulso renovados nos últimos anos, à medida que a tecnologia melhorou e o custo diminuiu, tornando a energia solar mais competitiva e atractiva. De acordo com BloombergNEF , a capacidade instalada mundial de energia solar fotovoltaica (PV) em escala de utilidade pública poderia atingir 574 gigawatts ( GWdc ) em 2024. Isto representa um aumento de 3% em relação a 2023, durante o qual os analistas estimaram que 350 GWdc de PV foram instalados globalmente. No entanto, fontes alternativas fornecem estimativas diferentes. O Departamento de Energia prevê 400 GWdc em 2024, enquanto woodmac.com espera 430 GWdc ., com vários projetos em construção ou desenvolvimento.

No entanto, as centrais de energia solar de grande escala ainda enfrentam algumas barreiras técnicas, financeiras e sociais que precisam de ser ultrapassadas para atingirem o seu pleno potencial e adoção. As centrais de energia solar de grande escala necessitam de mais investigação e inovação para melhorar o seu desempenho, eficiência, fiabilidade e acessibilidade, bem como para otimizar a sua integração e compatibilidade com diferentes sistemas e cenários energéticos. As centrais de energia solar de grande escala também necessitam de apoio e envolvimento de vários intervenientes, tais como governos, serviços públicos, investidores, promotores e consumidores, para criar um quadro e um mercado favoráveis e facilitadores para a energia solar. As centrais de energia solar em grande escala precisam de se alinhar com as condições locais, bem como com as necessidades e expectativas da sociedade, para alcançar um futuro bem-sucedido e sustentável.

Exemplos de usinas de energia solar em grande escala

Usinas de energia solar em grande escala são instalações que geram eletricidade a partir da luz solar por meio de painéis fotovoltaicos ou sistemas de energia solar concentrada. À medida que o mundo gravita em torno da energia sustentável, a energia solar destaca-se como um interveniente fundamental. É limpo, abundante e cada vez mais econômico. A indústria solar tem registado um crescimento exponencial, com projetos cada vez maiores e mais ambiciosos. Aqui, investigamos os titãs da energia solar que estão estabelecendo novos padrões para a energia renovável. Alguns exemplos de usinas de energia solar em grande escala são:

Os pioneiros da capacidade solar

• Bhadla, Índia – Situado no deserto de Thar, o Parque Solar Bhadla abrange impressionantes 14.000 acres. Com uma capacidade de 2.245 MW, é uma prova do compromisso da Índia com as energias renováveis. Esta é a maior usina de energia solar do mundo, localizada em Rajastão, na Índia. Foi comissionado em 2019 e é propriedade de diversas entidades públicas e privadas.
• Parque Solar Golmud da Hidrelétrica Huanghe , China – A província chinesa de Qinghai abriga o Parque Solar Golmud da Hidrelétrica Huanghe . Com uma capacidade de 2.200 MW, faz parte do impulso significativo da China na energia solar. Esta é a segunda maior usina de energia solar do mundo e cobre uma área de 16.600 acres. Foi comissionado em 2020 e é propriedade da Huanghe Hydropower Development Company.
• Pavagada , Índia – O Parque Solar Pavagada de Karnataka , também conhecido como a ‘Cidade Solar’, estende-se por 13.000 acres e tem capacidade de 2.050 MW. É um exemplo brilhante de desenvolvimento envolvido na comunidade. Esta é a terceira maior usina de energia solar do mundo. Está em Karnataka, na Índia. Foi comissionado em 2019 e é propriedade de diversas entidades públicas e privadas.
• Parque Solar Benban , Egito – A incursão do Egito na energia solar em grande escala é marcada pelo Parque Solar Benban . Com uma capacidade de 1.650 MW, destina-se não apenas a abastecer residências, mas também a impulsionar o crescimento económico. Esta é a quarta maior usina de energia solar do mundo. Fica em Benban , no Egito, e cobre uma área de 14.400 acres. Foi comissionado em 2019 e é propriedade de diversas entidades públicas e privadas.
• Tengger , China – O Parque Solar do Deserto de Tengger , também conhecido como ‘Grande Muralha Solar’, tem capacidade de 1.547 MW. Faz parte da revolução energética verde da China. Esta é a quinta maior usina de energia solar do mundo. Fica em Zhongwei , Ningxia, China, e cobre uma área de 16.600 acres. Foi comissionado em 2016 e é propriedade de diversas entidades públicas e privadas.
• Parque Solar de Nova Olinda, Brasil. Nova Olinda é a maior usina solar do Brasil. Está posicionada no semiárido ribeirinho do Piauí (Brasil). Tem uma capacidade de pico de 292 megawatts e pode produzir mais de 600 GWh por ano, o suficiente para atender às demandas anuais de energia de cerca de 700.000 casas, supondo que uma casa típica use 11.000 kWh por ano

Para concluir, estes gigantes solares são mais do que apenas centrais eléctricas; são símbolos de uma mudança global em direção a um futuro mais verde. Eles mostram o potencial da energia solar para atender às necessidades energéticas do mundo de forma sustentável. À medida que a tecnologia avança e os custos diminuem, podemos esperar projetos ainda mais impressionantes que continuarão a ultrapassar os limites do que é possível em energia renovável.

Referências:

• Os benefícios e desafios na construção de usinas solares maiores. https://www.novergysolar.com/larger-solar-power-plants-benefits-challenges/ .
• 10 maiores projetos solares concluídos nos EUA até agora em 2021. https://www.renewableenergyworld.com/solar/10-largest-solar-projects-completed-in-the-us-so-far-in-2021/
• Lista dos principais projetos solares | SEIA. https://www.seia.org/research-resources/major-solar-projects-list
• As maiores usinas de energia solar do mundo – Power Technologyhttps://www.power-technology.com/features/the-worlds-biggest-solar-power-plants/
• As 20 maiores usinas de energia solar do mundohttps://solarpower.guide/solar-energy-insights/largest-solar-plants