Modelagem tridimensional com o algoritmo structure from motion (SfM) para análise do potencial de geração de energia fotovoltaica em telhados: estudo de caso na vila caiçara de Picinguaba, Ubatuba-SP.

• Autor(a) principal: Guilherme Gandra Franco
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/41513; https://orcid.org/0000-0001-7872-0129
• topic: Visão computacional; Energia fotovoltaica; Sistema de informação geográfico; Drone; Modelagem de dados - Aspectos ambientais; Gerção de energia fotovoltaica - Ubatuba (SP); Aeronave não tripulada - Ubatuba (SP); Sistemas de informação geográfica

A conversão da matriz elétrica mundial para fontes renováveis tem se destacado nas últimas décadas como uma saída segura para que as nações – principalmente aquelas que buscam consonância com o sétimo Objetivo de Desenvolvimento Sustentável da Agenda 2030 da Organização das Nações Unidas – passem a depender menos de fontes poluidoras e esgotáveis. Neste contexto, destaca-se a geração fotovoltaica, que a partir da luz solar, recurso gratuito e constante, é capaz de fornecer energia a baixo custo em função dos avanços tecnológicos obtidos nas últimas décadas. Apesar do Brasil possuir 62% da sua matriz no modal hidroelétrico, classificado como renovável, as recentes variações no balanço hídrico colocaram em xeque a capacidade das concessionárias distribuírem energia elétrica para o usuário, o que acarretou o acréscimo de tarifas de consumo. Associadas as dimensões continentais às altas taxas de irradiação solar ao longo do ano, o Brasil se torna palco de uma favorável conversão para este método. De forma a incentivar o emprego da energia fotovoltaica no país, este estudo busca fornecer um conjunto de ferramentas baseadas em tecnologias de mapeamento de baixo custo e modelagem tridimensional em ambiente computacional para detectar o potencial individual de telhados em edificações aptas a produzirem sua própria energia. O foco do trabalho é, a partir do algoritmo de visão computacional Structure from Motion (SfM), modelar a superfície do terreno da vila caiçara Picinguaba, em Ubatuba-SP, através de imagens aéreas capturadas por drones, e submetê-las a algoritmos de irradiação solar contidos no software ArcGIS. A qualidade posicional da maquete tridimensional foi checada a partir de técnicas de topografia obtidas por GNSS de alta precisão e estações totais. Os resultados encontrados asseguram que a metodologia é viável para ser aplicada e substitui mapeamentos mais onerosos, como o subsidiado por laser embarcado em aeronaves pilotadas (LIDAR). As implicações práticas mostram que o estudo fotovoltaico deve ser desenvolvido em escalas mais detalhadas de mapeamento, como a abordada na proposta, principalmente em função dos obstáculos naturais e físicos que a luz solar encontra até a superfície dos telhados. Algumas plataformas gratuitas na web já fornecem dados geolocalizados de irradiação solar, mas por envolverem pequenas escalas de mapeamento, não consideram estes elementos nos cálculos e com isso, podem levar a erros graves de dimensionamento das usinas microgeradoras, causando prejuízos ao consumidor. A pesquisa destaca-se como sugestão de uma nova metodologia de mapeamento para potencial solar, passível de ser replicada em qualquer recorte urbano, que outrora era comumente desenvolvida somente em espaços urbanizados restritos, por demandar um alto investimento na coleta destes dados. Como mecanismo de divulgação para a sociedade local, também faz parte do estudo a publicação de todo o conteúdo analisado em um mapa interativo hospedado em uma Plataforma web de livre acesso, onde o usuário poderá consultar o potencial de irradiação solar anual de qualquer imóvel da vila.