Solar flutuante é oportunidade para usinas hidrelétricas

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A instalação de usinas solares flutuantes em reservatórios pode ser uma oportunidade de aumentar a eficiência do uso da infraestrutura de hidrelétricas já em operação, como uma alternativa à repotenciação das usinas, sugere a empresa de consultoria e análise em energia PSR.

Com a crescente participação das fontes solar e eólica na matriz elétrica brasileira, a fonte hídrica – que segue sendo a principal fonte de geração no país, com cerca de 50% da capacidade instalada (103 GW de grandes hidrelétricas e 5,8 GW de PCHs) – contribui para dar estabilidade para a operação do sistema.

Muitas das usinas hidrelétricas instaladas no Brasil já superam os 40 anos – 44 GW já estavam em operação até o final de 1984, de acordo com dados do Sistema de Informações de Geração da Aneel, e 59 GW até 1994. Existe portanto um grande potencial de modernização ou mesmo substituição de turbinas existentes. Um estudo da Empresa de Pesquisa Energética de 2019 estimou a possibilidade técnica de de 11 GW de capacidade instalada adicional sem a necessidade da expansão hidrelétrica com repotenciação de usinas, considerando elegíveis aquelas com mais de 25 anos de operação.

Na edição de maio de seu boletim mensal Energy Report, a consultoria PSR sugere comparar essas oportunidade de repotenciação com a instalação de usinas solares flutuantes nos reservatórios das hidrelétricas, destacando que ambas as opções enfrentam limitações e desafios.

Estimativas de potencial solar flutuante em reservatórios

Só a usina hidrelétrica de Itaipu, que iniciou as operações em 1984, poderia quase dobrar sua potência de geração instalando uma usina solar flutuante em 10% da superfície do seu reservatório, que tem 1.350 km2 de área, de acordo com a estimativa divulgada pela PSR. A potência do sistema flutuante nessa proporção seria de 13.500 MW – a hidrelétrica conta com 14.000 MW de capacidade instalada.

A estimativa considera 1,4 MWp de potência em corrente contínua de painéis solares flutuantes para cada hectare de área ocupada, ou 1 MW em corrente alternada por hectare, após a transformação pelos inversores.

Outro exemplo citado no Energy Report é o caso da UHE Furnas. A consultoria integrou dados públicos do ONS ao seu Dashboard Desempenho Hidrelétrico e identificou que, desde 2006, quando o dashboard foi lançado, a energia média anual da usina nunca chegou a alcançar a sua garantia física (GF).

A produção média da usina é 488 MWm desde 1999, segundo dados do ONS, cerca de 16% menor que sua GF. Para que a usina chegasse a uma produção média 15% superior à GF, seria necessário um acréscimo de 180 MWm. A PSR estimou que seria necessário instalar perto de 1 GW de solar flutuante para chegar nesse resultado, o que ocuparia uma área de 10 km2 ou 0,7% do lago de Furnas, considerando uma relação de 5,5 entre a potência do sistema solar flutuante (MWac) e a sua produção média (MWm).

Desafios de hibridização solar e hídrica

Essa estimativa considera que a energia solar flutuante compensaria uma baixa produção hidrelétrica decorrente de poucas chuvas ou de outros usos do recurso hídrico, como a irrigação. Entretanto, os desafios de indisponibilidade de água têm sido menos frequentes, enquanto as hidrelétricas lidam com a falta de demanda causada, por exemplo, pela prioridade para o despacho das fontes solar e eólica em detrimento das hidrelétricas.

Ou seja, seria necessário ainda estudar a operação em tempo real da usina híbrida, considerando a operação horária para entender o uso da rede de transmissão, o valor da energia que eventualmente deixaria de ser gerada (curtailment), a consequência para a operação da usina, entre outros aspectos.

Além disso, destaca a PSR, a hibridização das hidrelétricas esbarra em restrições impostas pela Resolução 954/2021 da Aneel, que permite a instalação da solar nos reservatórios, mas segmenta a produção das fontes e não permite seu uso para efeitos de Mecanismo de Realocação de Energia (MRE), limitando os possíveis ganhos de garantia física e os incentivos para a instalação da tecnologia flutuante nas usinas.

Na avaliação da consultoria, há pouco sentido em restringir combinação da energia entre as fontes.

A hibridização com solar também é vista como uma oportunidade no setor eólico, com grandes players como a Casa dos Ventos e a Statkraft apostando na combinação.

Canais de irrigação

A solar flutuante também pode gerar ganhos para outros corpos d’água além dos reservatórios de hidrelétricas. Alguns países estão instalando usinas solares sobre canais de irrigação, de forma a reduzir as perdas em áreas mais secas e quentes. O Energy Report destaca que, embora os sistemas solares montados no solo sejam mais baratos que os instalados sobre canais de irrigação, um estudo realizado por pesquisadores da Universidade da Califórnia indicou que os projetos sobre canais teriam um resultado financeiro melhor, considerando a conservação da água, o aumento da produção de eletricidade e a redução dos custos da terra.

A PSR sugere que a recente queda de custos da tecnologia justificaria uma reavaliação da possibilidade de instalar sistemas solares sobre canais de irrigação do Nordeste ou mesmo na grande infraestrutura de canais e reservatórios que compõe o Projeto de Integração do Rio São Francisco (PISF).

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