POTENCIAL SOLAR NO ESTADO DA BAHIA

INTRODUÇÃO
O Brasil é um país continental, situado na América do Sul, possuindo, em toda a extensão de seu território, áreas em que a irradiação solar é muito alta na maior parte do ano. Visto isso, o objetivo desse artigo é analisar a irradiação solar na Bahia, e em seguida fazer comparações de algumas de suas cidades com cidades de outras regiões do país.
A Bahia é um estado brasileiro, localizada na região nordeste sendo o quinto maior estado do país, tal estado conta com um relevo caracterizado por planícies e com vegetações rasteiras, com isso podemos concluir que temos aqui dois pontos positivos para instalação de módulos fotovoltaicos no estado, ou seja, as planícies são atraentes para construção de usinas nas quais devemos manter uma homogeneidade na instalação e a vegetação rasteira propicia a não formação de sombreamento para os módulos. Devemos destacar que devido a sua latitude, por volta dos -12°, e proximidade com a linha do equador temos um clima com temperaturas elevadas, pouco chuvoso e com baixa velocidade dos ventos (como apresentado no mapa 6.11 do Atlas Solar Bahia). De posse dessa informação temos mais três pontos positivos para instalação de módulos nesse estado, o clima quente é característico da região central do globo com altas taxas de irradiação solar, o clima semiárido e árido de poucas chuvas nos fornece um céu com poucas nuvens, permitindo assim a radiação chegar com maior frequência na superfície e a pouca quantidade de ventos propícia a instalação de diferentes estruturas sem comprometer a segurança do sistema.
Por ser um estado de enormes proporções a Bahia conta também com uma grande população, sendo o quarto estado mais populoso do país com uma população de quase 15 milhões de habitantes. Dessa maneira o consumo de energia elétrica segue as mesmas proporções do estado, sendo de 28,1 TWh no ano de 2015.
A Bahia conta com 9.634MW de potência instalada, sendo 78,7% de energias renováveis, 4.711 MW são de fonte hídrica, 2.474 MW de fonte eólica e 318 MW de fonte fotovoltaica. Na fonte fotovoltaica a Bahia se destaca por possuir o maior parque gerador em operação do país, sendo responsável por aproximadamente 99,4% da produção de energia fotovoltaica do estado. Sendo esses dados de 2017/2018 fornecidos pelo Atlas Solar Bahia em parceria com ANEEL. Esse parque pertence a dois complexos de usinas da Eneel Green Power, localizados nos municípios de Bom Jesus da Lapa e Tabocas do Brejo Velho. Segundo dados de 2018 a Empresa de Pesquisa Energética (EPE) planeja fazer expansões em direção ao interior do estado, por meio da construção de subestações para interligar novas cidades e permitir o escoamento da produção de energia eólica e possivelmente da energia fotovoltaica. Podemos com isso concluir que o mercado de energia fotovoltaica apresenta-se com enormes possibilidade de ampliação e ainda é pouco explorado (corresponde a cerca de apenas 3,3% da potência instalada do estado) e tal situação será extremamente diferente ao longo dos próximos anos, afinal a energia fotovoltaica representa o futuro de forma sustentável, eficiente e economicamente viável (Schubrt, 2018).
A radiação solar incidente sobre a superfície pode ser dividida em três principais componentes, as quais são utilizadas no dimensionamento de energia solar. São estas a radiação normal direta, a radiação difusa horizontal e a radiação global horizontal.
A Irradiância Normal Direta – DNI é o parâmetro que caracteriza a radiação direta emitida pelo sol que atinge o receptor em ângulo perpendicular a sua face. A irradiância direta é igual à irradiância extraterrestre acima da atmosfera menos perdas atmosféricas devido à absorção e dispersão. As perdas dependem da hora do dia, cobertura de nuvens, teor de umidade e outros fatores.
Irradiância Difusa Horizontal – DHI é a radiação refletida por diferentes camadas da atmosfera e atinge a superfície do plano horizontal.
Irradiância Global Horizontal – GHI é a irradiância total do sol em uma superfície horizontal na Terra. É a soma da irradiância direta e da irradiância horizontal difusa.

Na figura 1 podemos observar a radiação direta e a radiação difusa, sendo a junção de ambas a Irradiância Global Horizontal.
METODOLOGIA
• Revisão bibliográfica;
• Coleta de informações extraídas de sites, livros e atlas do assunto em questão;
• Cálculo da potência de pico e da quantidade de módulos fotovoltaicos necessários para um grande consumidor (hipotético) em diferentes regiões do estado da Bahia;
• Comparação da potência de pico e da quantidade de módulos fotovoltaicos necessários para um grande consumidor (hipotético) em diferentes estados do Brasil.
RESULTADOS E DISCUSSÕES

Podemos observar no mapa da figura 1 as principais diferenças de Irradiação Global Horizontal entre as regiões da Bahia.
As principais localizações de maior irradiância horizontal global anual estão no centro oeste da Bahia, indo de norte a sul, onde o GHI varia entre 2000 kWh/m² e 2400 kWh/m². Como exemplo temos Guanambi, Xique-Xique, Macaúbas, Remanso, Sento Sé, entre outras, que apresentam altos índices de GHI.
Podemos ver a média anual de GHI dessas cidades na tabela abaixo.
Com menor GHI anual temos o leste da Bahia, principalmente a região costeira, com o GHI variando entre 1400 kWh/m² e 1900 kWh/m². Como exemplo temos Três Braços (4,22), Porto Seguro (5,02), Itabuna (4,83), Gandú (4,80) e Ibirapitanga (4,81).
Podemos ver a média anual de GHI dessas cidades na tabela abaixo.
Na região oeste temos regiões com GHI anual em torno de 2000 kWh/m² a 2200 kWh/m². Já na região centro leste temos GHI anual variando entre 1800 kWh/m² e 2100 kWh/m².
Com relação às estações do ano, temos maior GHI sazonal no verão, e menor no inverno. Podemos ver com mais detalhes essas variações na tabela abaixo:
No verão foi as partes central e oeste da Bahia são as que apresentam maior GHI, sendo o mês de janeiro com as maiores taxas. No outono esse padrão se mantém, sendo que a região central apresenta maior GHI, o mês com maiores taxas é abril e com menores é junho. No inverno observa-se uma divisão no meio da Bahia, com o lado oeste apresentando maior GHI, e o lado leste, portanto, menor GHI, sendo as maiores taxas no mês de setembro. Na primavera temos maior incidência de GHI no norte, no centro e no oeste da Bahia, sendo as maiores taxas no mês de dezembro.
Através do mapa anterior, podemos fazer uma breve comparação entre 3 localidades para compreender melhor o potencial energético fotovoltaico do estado da Bahia em comparação com outras regiões do país. A título de comparação iremos escolher duas cidades do estado da Bahia e uma cidade do estado de São Paulo. Segundo o mapa a irradiação global anual é alta a oeste do estado, sendo assim escolhemos a cidade de Xique-Xique como referência de grande incidência de irradiação do estado. Em contrapartida o lado leste do estado encontra-se com um nível de radiação um pouco mais baixo, consideramos então a cidade de Valença como referência de menor incidência de irradiação do estado.
Supondo agora que desejamos dimensionar o sistema fotovoltaico de um cliente que possui uma conta de energia elétrica mensal no valor de R$ 10.000,00 que paga uma taxa de 0,8 por kWh, logo o seu consumo é 12,5MWh/mês. Para os seguintes sistemas iremos utilizar como referência um rendimento de 85%, sendo esse valor condizente com as perdas do sistema, dentre essas perdas podemos citar: perdas por temperatura, perdas por cabeamento e perdas no inversor.
Para dimensionamento prévio desse sistema se faz necessário calcular a potencia de pico do sistema em kWh/mês. A potência de pico de um sistema fotovoltaico é oriundo da razão entre a energia necessária que o sistema deve gerar, pela irradiação mensal incluindo as perdas.
Por fim se faz necessário o cálculo da quantidade de módulos necessários, essa quantidade é obtida através da razão da potência de pico do sistema pelo valor de potência de pico do módulo (para essa simulação usaremos módulos de 400Wp).
Realizando tais cálculos para os 3 sistemas temos:
Através desses três resultados (e levando em consideração apenas a irradiação) podemos perceber que a taxa de irradiação é inversamente proporcional a quantidade de módulos, logo quanto maior a taxa de irradiação menor será a quantidade de painéis instalados, barateando assim o sistema. Ao analisar a quantidade de módulos obtidos para a cidade de Xique-Xique em relação a cidade de São Paulo, podemos perceber que em Xique-Xique podemos gerar a mesma potência que em São Paulo, porém com 72 módulos a menos. Já comparando Xique-Xique com a outra cidade da Bahia (Valença), podemos notar que a diferença de módulos cai para 38. Com isso fica evidente o potencial do estado para a energia fotovoltaica. Para fins comparativos acrescentamos outras cidades juntamente com as apresentadas anteriormente no seguinte quadro:
Vale destacar que mesmo as localidades com menor irradiação, no estado, apresentam uma variação menos significativa se comparada com outras regiões do país, demonstrando assim que o estado apresenta um grande potencial para o setor. A título de comparação podemos destacar que a medida que a cidade de Curitiba (Paraná) apresenta uma variação de 43,14% da quantidade de módulos se comparado com a cidade de Xique-Xique, temos uma variação de 20,10% na cidade de Porto Seguro (Bahia).
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A região Nordeste, segundo o Atlas Brasileiro de Energia Solar, é a região que apresenta maior GHI médio anual do Brasil. A Bahia, localizada ao Sul desta região, tem no seu oeste os maiores GHIs do estado. Cidades como Xique-Xique, Remanso e Sento Sé, apresentam algumas das maiores GHIs do estado.
A região litorânea apresenta as menores médias GHI anuais. Já o verão apresenta maior média GHI e o inverno a menor média.
Por meio das comparações feitas no tópico anterior fica evidente o potencial do estado para a energia solar fotovoltaica, o estado é privilegiado em GHI, velocidade dos ventos, relevo, incentivo estadual e necessidade de expansão do mercado. Sendo assim a energia fotovoltaica atualmente apresenta-se como uma solução benéfica para o meio ambiente, economicamente viável e extremamente eficiente para o estado da Bahia.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Pereira, Enio & Martins, Fernando & Costa, Rodrigo & Gonçalves, André & Lima, Francisco & Rüther, Ricardo & Abreu, Samuel & Tiepolo, Gerson & Pereira, Silvia & Souza, Jefferson. (2017). Atlas Brasileiro de Energia Solar – 2ª Edição.
Schubert, Camargo. (2018). Atlas Solar Bahia – 1ª Edição.