A usina solar flutuante é um sistema de geração de energia solar instalado sobre a superfície de lagos, represas ou reservatórios. Ela utiliza painéis fotovoltaicos apoiados em estruturas flutuantes, aproveitando áreas que não competem com o uso do solo.
Além de produzir energia limpa, essas usinas ajudam a reduzir a evaporação da água e podem melhorar a performance dos painéis devido ao resfriamento natural proporcionado pelo contato com a água.
Como funciona uma usina fotovoltaica flutuante?
Os painéis são apoiados em flutuadores, que são estruturas capazes de sustentar o peso dos módulos e manter o ângulo de inclinação correto para captar a luz solar.
Depois de fixados, os flutuadores são ancorados à margem, ao fundo ou ambos, garantindo estabilidade diante das variações do nível da água.
Os módulos são conectados em série e ligados à subestação, que pode ficar sobre a água ou na margem, dependendo do tamanho do projeto. Os inversores adaptam a energia para os padrões da rede elétrica, enquanto transformadores elevam a tensão quando a energia precisa ser transmitida a centros urbanos distantes.
Essa tecnologia, iniciada no Japão em 2007, tem se expandido globalmente devido ao aproveitamento de áreas hídricas sem impactar o solo e à melhora na performance dos painéis, diferentemente dos modelos dispostos em telhados.
Os tipos de sistemas flutuantes são:
- flutuadores puros — estruturas totalmente flutuantes que suportam os módulos sobre a água, ideais para projetos de pequeno e médio porte;
- flutuadores com suporte de metal — combinam flutuadores e armação metálica, oferecendo maior resistência e estabilidade para usinas maiores;
- plataformas híbridas — incluem subestações flutuantes e sistemas de ancoragem mais complexos, utilizadas em grandes projetos comerciais e industriais.
Quais são as diferenças entre uma usina flutuante e uma terrestre?
As usinas flutuantes e terrestres utilizam os mesmos módulos fotovoltaicos, mas têm estrutura e instalação diferentes. Enquanto as terrestres são apoiadas diretamente no solo, exigindo preparação de terreno e fundações, as flutuantes utilizam flutuadores e ancoragem na água, dispensando grandes áreas de terra.
Em termos de eficiência, os sistemas flutuantes podem apresentar desempenho superior, já que a proximidade da água ajuda a resfriar os módulos, aumentando a geração de energia. Já as terrestres dependem da ventilação natural do ambiente, que pode ser menos uniforme.
O uso do espaço também varia: as usinas flutuantes aproveitam lagos, represas e reservatórios, evitando a ocupação de áreas agrícolas ou urbanas, enquanto as terrestres competem diretamente por terreno disponível.
Na manutenção, as flutuantes exigem cuidados adicionais com corrosão e ancoragem, mas reduzem poeira e sombreamento.
Ambientalmente, elas contribuem para menor evaporação da água e menor impacto no solo, respectivamente, mas as terrestres podem gerar alterações no solo e na vegetação local.
- Leia mais: as 4 maiores dúvidas sobre excedente de energia.
Vantagens das usinas flutuantes
As usinas solares flutuantes apresentam benefícios que combinam aspectos energéticos, ambientais e econômicos. Elas permitem gerar mais energia, otimizar o uso da água e do espaço, além de reduzir impactos ambientais, oferecendo soluções inteligentes para diferentes tipos de projetos.
Maior eficiência energética
As placas fotovoltaicas perdem eficiência quando aquecidas, como acontece em regiões áridas. Nas usinas flutuantes, o contato com a água ajuda a resfriar os módulos, aumentando seu desempenho.
Estudos indicam que os sistemas flutuantes podem gerar entre 5% e 15% mais energia. Esse resfriamento natural contribui para maior produção contínua e melhor aproveitamento da instalação.
Economia de espaço terrestre
As usinas flutuantes liberam áreas de terra que seriam ocupadas por grandes sistemas fotovoltaicos. Esse processo permite manter terrenos livres para agricultura ou ocupação urbana, especialmente em regiões com escassez de solo disponível.
Além disso, a instalação sobre a água reduz a necessidade de remover vegetação ou árvores, agregando sustentabilidade ao projeto fotovoltaico e preservando o meio ambiente.
Redução da evaporação da água
O sombreamento proporcionado pelos painéis diminui o calor na superfície da água, reduzindo sua evaporação. Esse efeito é relevante em reservatórios, hidrelétricas e áreas de irrigação em regiões secas.
Diminuição da proliferação de algas
O sombreamento das usinas flutuantes limita a luz solar disponível para as algas, reduzindo seu crescimento. Isso melhora a qualidade da água, beneficia ecossistemas aquáticos e facilita operações de tratamento de água, tornando o sistema mais sustentável.
Rastreamento
Sistemas de rastreamento (tracking) ajustam a posição dos painéis para seguir o sol. Nas usinas flutuantes, por exemplo, essa tecnologia pode ser aplicada pela rotação da plataforma, o que garante melhor exposição à luz solar.
Esse recurso aumenta a geração de energia, aproveitando cada hora de sol e potencializando o desempenho da instalação de forma contínua.
Aplicações das usinas solares flutuantes
Os sistemas fotovoltaicos flutuantes podem ser instalados em praticamente todos os tipos de corpos d’água, naturais ou artificiais, para geração solar em represas, lagos, açudes etc.
No agronegócio, elas oferecem economia e segurança energética, além de reduzir a evaporação da água. Estudos indicam que essas instalações podem aumentar em até 25% o volume de água disponível, o que beneficia e muito a produção agrícola e a gestão hídrica.
Estações de tratamento de água
As usinas flutuantes em estações de tratamento de água aumentam a capacidade hídrica, tornando a operação mais rentável. Ao mesmo tempo, ajudam a manter o fornecimento de água de forma mais confiável.
A energia gerada pode suprir o consumo elétrico interno, proporcionando economia significativa para a operação e reduzindo custos com eletricidade.
Implantação em locais de aterros sanitários
Espaços de aterros sanitários podem receber usinas flutuantes com estruturas plásticas, que compensam as oscilações do solo sem precisar de fundações. Elas também oferecem resistência a reagentes químicos corrosivos.
Esse tipo de projeto transforma áreas impactadas em fontes de receita, permitindo que a energia produzida abasteça consumidores locais, próximos ao próprio centro urbano.
Reservatório de hidrelétricas
A instalação de usinas flutuantes em reservatórios de hidrelétricas aproveita a infraestrutura existente de subestações e transmissão, reduzindo os custos de conexão à rede elétrica.
Esses projetos criam sistemas híbridos de energia, diminuem a evaporação da água e são vantajosos em locais com níveis de reservatório mais baixos.
Principais usinas solares flutuantes no Brasil
O Brasil apresenta um cenário promissor para o desenvolvimento de usinas solares flutuantes, impulsionado pela abundância de recursos hídricos e pela necessidade de diversificar suas fontes de energia renovável.
A combinação de vastos reservatórios e altos índices de radiação solar posiciona o país como líder potencial na América Latina nesse segmento emergente. A seguir, veja alguns dos principais projetos em operação ou em desenvolvimento no território nacional.
Usina solar flutuante na represa Billings (SP)
A Usina Fotovoltaica Flutuante Araucária, instalada na Represa Billings, em São Paulo, destaca-se como a maior do país em operação comercial.
Com 7 MWp de capacidade instalada, a planta ocupa uma área de aproximadamente 8 mil m² e utiliza 10.500 painéis solares montados sobre flutuadores de alta densidade.
A geração anual estimada é de 10 GWh, suficiente para abastecer cerca de 4 mil residências. Além disso, o projeto contribui para a redução da evaporação da água do reservatório e promove a revitalização de áreas degradadas.
Usina de Balbina (AM)
O projeto de energia solar flutuante na Usina Hidrelétrica de Balbina, no Amazonas, é pioneiro ao integrar a geração solar à infraestrutura existente de uma hidrelétrica.
A primeira fase, com capacidade de 1 MWp, foi implantada em 2016, utilizando flutuadores instalados sobre o lago da usina. A expansão planejada prevê a instalação de até 300 MWp, superando a capacidade hidrelétrica atual e beneficiando cerca de 540 mil residências.
Esse modelo aproveita a infraestrutura de transmissão e subestações já existentes, otimizando custos e ampliando a oferta de energia renovável, especialmente em épocas de seca.
Outros projetos importantes
Além desses, o Brasil segue com outros projetos inovadores. Veja alguns deles abaixo!
Usina solar flutuante em cava de mineração (SP)
Em Roseira, São Paulo, foi instalada a primeira usina solar flutuante da América Latina em uma cava exaurida de mineração. Com 1 MW de capacidade instalada, a planta ocupa uma área de 8 mil m² e utiliza 1.852 painéis solares montados sobre flutuadores.
O projeto, orçado em R$ 5 milhões, atende à demanda de energia da unidade da mineradora, promovendo a recuperação ambiental da área e a geração de energia limpa.
Usina solar flutuante no reservatório de Itaipu (PR)
A Itaipu Binacional iniciou a implantação de uma usina solar flutuante no lado paraguaio do reservatório, com capacidade de 1 MWp. O projeto ocupará uma área entre 7 mil e 10 mil m² e contará com cerca de 2 mil painéis fotovoltaicos.
Além de abastecer as instalações da usina, a iniciativa visa avaliar a viabilidade técnica e ambiental da tecnologia, servindo como base para futuras expansões no Brasil e no Paraguai.
Usinas solares fotovoltaicas flutuantes pelo mundo
As usinas solares fotovoltaicas flutuantes também têm se destacado globalmente como uma solução inovadora para a geração de energia limpa.
Um exemplo notável é a usina de Huainan, na província de Anhui, na China, que foi considerada a maior do mundo em operação.
Localizada sobre um lago artificial formado em uma antiga mina de carvão inundada, essa usina tem uma capacidade instalada de 40 MW, distribuída por 166 mil painéis solares.
Com esse sistema, é possível abastecer aproximadamente 15 mil residências, o que representa uma significativa contribuição para a matriz energética local.
Além da China, Singapura inaugurou uma usina no reservatório de Tengeh, com 45 hectares de extensão e capacidade de 60 MW.
Esse projeto atende à demanda energética das estações de tratamento de água da cidade e também posiciona Singapura como um líder em energia renovável na região.
Desafios e futuro das usinas solares flutuantes
Apesar de serem altamente benéficas, as usinas solares flutuantes enfrentam diversos desafios para sua expansão.
Do ponto de vista técnico, é necessário desenvolver flutuadores resistentes à corrosão e às variações do nível da água, além de garantir a durabilidade dos cabos e conexões submersas.
No aspecto econômico, o custo de implantação ainda é superior ao das usinas terrestres, especialmente em projetos de grande porte.
Já no aspecto regulatório, a instalação sobre corpos d’água exige licenciamento ambiental rigoroso e a definição de normas específicas para concessão de uso de áreas públicas ou privadas.
Porém, o futuro da tecnologia aponta para soluções inovadoras que aumentem a produtividade e a confiabilidade das usinas flutuantes.
O uso de painéis bifaciais, que captam luz solar refletida pela água, e sistemas de rastreamento solar adaptados, capazes de movimentar a plataforma para acompanhar o sol, por exemplo, são tendências em desenvolvimento e que prometem mais economia no investimento.
Portanto, as perspectivas de crescimento são promissoras. A capacidade global de usinas flutuantes deve crescer de forma acelerada, especialmente em países com alta disponibilidade de reservatórios e políticas de incentivo à energia renovável.
Com a evolução tecnológica e o aumento da escala de produção, espera-se a redução de custos e a popularização desse modelo, consolidando as usinas flutuantes como uma alternativa estratégica para ampliar a matriz solar mundialmente.
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