Criado por cientistas na Polónia, o modelo é baseado em GIS e pode ser adaptado a diferentes condições de mercado. Os investigadores aplicaram-no ao mercado polaco e descobriram que 3.61% dos terrenos disponíveis do país podem acolher sistemas fotovoltaicos de grande escala.
Pesquisadores da Academia Polonesa de Ciências desenvolveram um novo método para analisar a elegibilidade de terrenos e realizar avaliações técnico-econômicas de sistemas fotovoltaicos em escala de utilidade pública.
A nova abordagem, que os pesquisadores chamaram de Computações científicas espaço-temporais (Silicon), é baseada em um sistema de informação geográfica (GIS), que auxilia na análise de células geográficas com resolução espacial de 100 m.
“Para resolver a questão dos elementos de custo específicos do país, o modelo incorpora uma repartição do custo nivelado da electricidade (LCOE) frequentemente utilizada por organizações governamentais e intergovernamentais”, esclareceu o grupo de investigação. “A abordagem proposta pode ser utilizada para desenvolver estratégias nacionais e regionais focadas em instalações fotovoltaicas de grande escala, facilitando o cumprimento das metas de energia renovável.”
O método compreende dois módulos principais: um destinado à análise da elegibilidade da terra e outro focado na avaliação técnico-económica.
Quanto à elegibilidade da terra, o método utiliza dois tipos de conjuntos de dados, em formato raster ou vetorial. Um conjunto de dados raster é um formato de conjunto de dados GIS que representa dados como grades de células ou pixels e é ideal para fenômenos contínuos como elevação e temperatura. Um conjunto de dados vetoriais, por outro lado, representa características como pontos, linhas ou polígonos com limites precisos, tornando-o adequado para marcar dados como estradas e cidades.
“No caso de conjuntos de dados vetoriais, as geometrias são expandidas por meio da aplicação de um buffer ou convertidas em formato raster”, disseram os pesquisadores. “Para conjuntos de dados raster, os pixels do mapa que representam a extensão geográfica do país recebem valores binários. Posteriormente, são aplicadas exclusões relativas à disponibilidade de terrenos para indicar distâncias tampão e especificações de terrenos.”
O modelo é treinado para encontrar uma área que se ajuste a um sistema fotovoltaico de uma concessionária, com base em alguns critérios de exclusão. Por exemplo, o método não deve colocar um sistema a uma distância de 5 km de um aeroporto, 120 m de linhas de energia e 200 m de áreas de proteção de aves. Exclui também áreas geográficas com altitudes superiores a 2,000 m ou declives superiores a 30 graus.
O resultado deste primeiro passo são todos os terrenos elegíveis que um país possa oferecer para implantação de energia fotovoltaica em grande escala. Este resultado é então utilizado como entrada no modelo de avaliações técnico-económicas, que produz resultados como o custo nivelado de energia (LCOE) na mesma resolução de 100 m. Para tornar esse cálculo aplicável a diferentes zonas económicas, o método pede a entrada de informações, como instalação local, hardware e custos indiretos.
“A segunda componente baseia-se em conceitos financeiros estabelecidos, tais como custos de investimento de capital, custos operacionais e de manutenção, e o custo nivelado da electricidade”, explicaram ainda os académicos, observando que os custos podem ser transformados em fórmulas adaptáveis a vários estudos de caso.
Para validar o seu modelo, os cientistas aplicaram-no à Polónia e descobriram que cerca de 3.61% das terras disponíveis do país podem acolher sistemas solares fotovoltaicos de grande escala, correspondendo a uma área de cerca de 11,277.70 km2. Dependendo da eficiência do uso do solo, essa área pode ser utilizada para abrigar uma capacidade fotovoltaica que varia de 394.64 GW a 563.77 GW. Os resultados também indicam que o LCOE pode variar entre 0.043 euros (0,045 dólares)/kWh e 0.049 euros/kWh, com uma média nacional de 0.045 euros/kWh.
“Além disso, constatou-se que a maioria dos locais adequados para a implantação de sistemas fotovoltaicos de grande escala estão concentrados em quatro regiões localizadas nas partes central e ocidental da Polónia (Ło´dzkie, Lubelskie, Podlaskie e Mazowiecki),” o equipe adicionou. “Essas regiões respondem por mais de 50% da capacidade total e do potencial de produção de eletricidade. Além disso, Mazowiecki representa cerca de 20% do potencial de capacidade instalável.”
A nova abordagem foi introduzida no artigo “Um método baseado em GIS para avaliar a economia de sistemas fotovoltaicos em escala de utilidade”, que foi publicado recentemente em Energia Aplicada.
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