Photovoltaic solar energy and sustainability in higher education institutions: a multiple case study
DOI:
https://doi.org/10.15675/gepros.v18i00.2939Keywords:
Desenvolvimento Sustentável, Universidades, Energias Renováveis, ODS.Abstract
Purpose: to identify which Higher Education Institutions (HEIs) in the Metropolitan Region of Cariri (MRC) use photovoltaic solar energy, then analyze the sustainability measures used by the HEIs, correlating them with the Sustainable Development Goals (SDG).
Design/methodology/approach: a case study, where the secondary data source and the data analysis technique is bibliographic and documentary.
Findings: four HEIs use photovoltaic solar energy (22.22%) in the MRC from a total of 18 HEIs, revealing a predominance of public HEIs (75%) over private HEIs (25%). The systems are new and have been installed within the last five years. The simple average payback found is 4.9 years. The study showed that in other universities worldwide, this period varies from 3 to 14.29 years. Average monthly energy generation ranges from 18,000 kWh to almost 115,000 kWh. Sustainable Development Goal 7 was observed in all the HEIs in the study, with 1 of the HEIs using measures found in all the SDGs.
Research, practical and social implications: Results reveal that the major motivation for implementing photovoltaic solar energy in these HEIs is environmental and social, and not economic, also revealing the predominance of public HEIs over private HEIs. Since it is a region with a high potential to use renewable energy, the results found are also intended to encourage debate among the other HEIs identified in the study and for them to adopt this solution.
Originality/value: HEIs has an enormous capacity to have a positive influence on society and is a bridge between research, practice, and knowledge dissemination. The MRC has a large educational structure, with 18 HEIs, and can significantly contribute to meeting the SDG. This article demonstrates the structure and impacts of adopting sustainability measures in these HEIs.
Keywords: Sustainable Development; Universities; Renewable Energy; SDG.
References
ABDALLAH, Ramez et al. A Multi-Level World Comprehensive Neural Network Model for Maximum Annual Solar Irradiation on a Flat Surface. Energies, v. 13, n. 23, p. 6422, 2020. DOI: https://doi.org/10.3390/en13236422
ABSOLAR. Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica. Energia solar distribuída registra crescimento superior a 212% em 2019. 2020. Disponível em: http://www.absolar.org.br/noticia/noticias-externas/energia-solar-distribuida-registra-crescimento-superior-a-212-em-2019.html. Acesso em: 04 fev. 2021.
AL-ABOOSI, Fadhil Y.; AL-ABOOSI, Abdullah F. Preliminary Evaluation of a Rooftop Grid-Connected Photovoltaic System Installation under the Climatic Conditions of Texas (USA). Energies, v. 14, n. 3, p. 586, 2021. DOI: https://doi.org/10.3390/en14030586
ALSHARE, Aiman et al. Energy and economic analysis of a 5 MW photovoltaic system in northern Jordan. Case Studies in Thermal Engineering, v. 21, p. 100722, 2020. ISSN 2214-157X, https://doi.org/10.1016/j.csite.2020.100722. DOI: https://doi.org/10.1016/j.csite.2020.100722
AMO-AIDOO, A. et al. A framework for optimization of energy efficiency and integration of hybridized-solar energy in agro-industrial plants: Bioethanol production from cassava in Ghana. Energy Reports, v. 7, p. 1501-1519, 2021. Pages 1501-1519, ISSN 2352-4847, https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.03.008. DOI: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.03.008
AQUINO, A. R. de; PALETTA, F. C.; CAMELLO, T. C. F.; MARTINS, T. P.; ALMEIDA, J. R. de. Sustentabilidade ambiental. 2015.
BAKEER, Abualkasim; SALAMA, Hossam S.; VOKONY, Istvan. Integration of PV system with SMES based on model predictive control for utility grid reliability improvement. Protection and Control of Modern Power Systems, v. 6, n. 1, p. 1-13, 2021. DOI: https://doi.org/10.1186/s41601-021-00191-1
BARAU, Aliyu Salisu; ABUBAKAR, Aliyu Haidar; IBRAHIM KIYAWA, Abdul-Hakim. Not there yet: mapping inhibitions to solar energy utilisation by households in african informal urban neighbourhoods. Sustainability, v. 12, n. 3, p. 840, 2020. https://doi.org/10.3390/su12030840. DOI: https://doi.org/10.3390/su12030840
BARBOSA, G. S.; DRACH, P. R.; CORBELLA, O. D. A Conceptual Review of the Terms Sustainable Development and Sustainability. International Journal of Social Sciences, v. III, n. 2, 2014.
BARTER, N.; RUSSELL, S. Sustainable Development: 1987 to 2012 - Don’t Be Naive, it’s not about the Environment. 2012.
BAUER, Martin W.; GASKELL, George. Pesquisa qualitativa com texto, imagem e som: um manual prático. 13. ed. Petrópolis, RJ: Vozes, 2015.
BISAGA, Iwona et al. Mapping synergies and trade-offs between energy and the sustainable development goals: A case study of off-grid solar energy in Rwanda. Energy Policy, v. 149, p. 112028, 2021. ISSN 0301-4215, https://doi.org/10.1016/j.enpol.2020.112028. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2020.112028
BORBA, Marcelo de Carvalho; ARAUJO, Jussara de Loiola. Pesquisa qualitativa em educação de matemática. 6. ed. Belo Horizonte; Autêntica Editora, 2019.
BORNEMANN, Basil; WEILAND, Sabine. The UN 2030 Agenda and the quest for policy integration: A literature review. Politics and Governance, v. 9, n. 1, p. 96-107, 2021. https://doi.org/10.17645/pag.v9i1.3654. DOI: https://doi.org/10.17645/pag.v9i1.3654
BOURAHLA, Nessim Abderrahim et al. The economic feasibility analysis of generated photovoltaic energy in the USTO campus. Przegląd Elektrotechniczny, v. 95, n. 5, p. 147-152, 2019. https://doi.org/10.15199/48.2019.05.35. DOI: https://doi.org/10.15199/48.2019.05.35
BRANCO, Najmat Celene; AFFONSO, Carolina M. Probabilistic Approach to Integrate Photovoltaic Generation into PEVs Charging Stations Considering Technical, Economic and Environmental Aspects. Energies, v. 13, n. 19, p. 5086, 2020. https://doi.org/10.3390/en13195086. DOI: https://doi.org/10.3390/en13195086
BRASIL. Lei nº 9.394, de 20 de dezembro de 1996. Estabelece as diretrizes e bases da educação nacional. 1996. Brasília. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/l9394.htm. Acesso em: 14 mar. 2021.
BRASIL. Ministério da Educação. Resumo Técnico do Censo da Educação Superior 2017. 2019. Brasília: INEP - Instituto Nacional de Estudos e pesquisas Educacionais Anísio Teixeira, 2019.
BRYMAN, A. Research Methods and Organization Studies. Londres: Unwin Hyman, 1989.
CABRERA, D. F.; ZAREIPOUR, H. A Review of Energy Efficiency Initiatives in Post-Secondary Educational Institutes. In: Proceedings of the First International Conference on Smart Grids, Green Communications and IT Energy-aware Technologies. 2011.
CAMARENA-GAMARRA, Caroline; CALLE-MARAVI, José; NAHUI-ORTIZ, Johnny. Assessment of Cost-Benefit for a Net Metering Scheme based on Solar PV: Case Study on a University Campus located in Lima-Peru. Diesel Engine, v. 208, p. 1.09, 2020. DOI: https://doi.org/10.18687/LACCEI2020.1.1.233
http://dx.doi.org/10.18687/LACCEI2020.1.1.233. DOI: https://doi.org/10.18687/LACCEI2020.1.1.233
CARLISLE, Juliet E. et al. Support for solar energy: examining sense of place and utility-scale development in California. Energy Research & Social Science, v. 3, p. 124-130, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.erss.2014.07.006
CEARÁ. Casa Civil. Lei Complementar nº 78, de 26 de junho de 2009. Dispõe sobre a criação da Região Metropolitana do Cariri, cria o Conselho de desenvolvimento e Integração e o fundo de Desenvolvimento e integração da Região Metropolitana do Cariri – FDMC.
CRESESB. Centro de Referência para as Energias Solar e Eólica Sérgio S. de Brito. Potencial Solar - SunData. 2021. Disponível em: http://www.cresesb.cepel.br/index.php?section=sundata. Acesso em: 20 jan. 2021.
DA SILVA, F. C.; COUTINHO, M. M. Gerenciamento energético sustentável: Uma análise do processo de adoção de energia fotovoltaica à luz da Teoria Institucional. Colóquio Organizações, Desenvolvimento e Sustentabilidade, v. 10, 2019.
DE CASTRO, B. S.; FARES, L. R.; GONÇALVES, R. F.; YOUNG, C. E. F. Avaliação das Fontes Potenciais de Financiamento para Projetos de Caráter Ambiental Relacionados aos ODS no Brasil. Revibec: revista iberoamericana de economía ecológica, v. 31, p. 29-45, 2019.
DE CASTRO, M. S.; BELCHIOR, F. N.; DE OLIVEIRA, G. D.; SANTOS, J. D.; PIRES, S. R. Análise do impacto da geração fotovoltaica na Universidade Federal de Goiás. Brazilian Applied Science Review, v. 4, n. 5, p. 3023-3042, 2020. DOI: https://doi.org/10.34115/basrv4n5-022
DOS SANTOS DALBELO, Thalita; ROMERO, Gabriela Marques. Unicamp e ODS: uma integração através do planejamento urbano. Universidades & Sustentabilidade, p. 51.
ELGAMAL, Georges Naguib Girgis; DEMAJOROVIC, Jacques. As barreiras e perspectivas para geração de energia elétrica por painéis solares fotovoltaicos na matriz energética brasileira. Rev. Gest. Ambient. e Sust. - GeAS, 9(1), 1-28, e17157. https://doi.org/10.5585/geas.v9i1.17157. DOI: https://doi.org/10.5585/geas.v9i1.17157
EPE, Empresa de Pesquisa Energética. Balanço Energético Nacional 2020–Relatório final. Ministério de Minas e Energia–MME. Brasília–DF, 2020.
FAXINA, F.; FREITAS, L. B. A.; TREVIZAN, S. D. P. Sustentabilidade ambiental em comunidades de pescadores inseridas em destino turístico: o caso da Ilha Mem de Sá–Brasil. Rev. Gest. Ambient. e Sust. - GeAS, 10(1), 1-21, E16311, 2021. https://doi.org/10.5585/geas.v10i1.16311. DOI: https://doi.org/10.5585/geas.v10i1.16311
FEIL, A. A.; SCHREIBER, D. Sustentabilidade e desenvolvimento sustentável: desvendando as sobreposições e alcances de seus significados. Cadernos Ebape. BR, v. 15, n. 3, p. 667-681, 2017. DOI: https://doi.org/10.1590/1679-395157473
FERREIRA, E. J. da S. Plano de viabilidade para a implantação da energia fotovoltaica na Faculdade de Ciências da Saúde do Trairi-Facisa/UFRN. 2020. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio Grande do Norte.
FLEURY, Maria Tereza Leme; DA COSTA WERLANG, Sergio Ribeiro. Pesquisa aplicada: conceitos e abordagens. Anuário de Pesquisa GVPesquisa, 2016.
GIGLIOTTI, MASSIMO et al. Relationship between the sustainable development goals framework and emergy evaluation for an environmental assessment of the 2030 agenda. WIT Transactions on Ecology and the Environment, v. 217, p. 87-92, 2018. https://doi.org/10.2495/SDP180081. DOI: https://doi.org/10.2495/SDP180081
GIL, Antonio Carlos. Como elaborar projetos de pesquisa. 4. ed. São Paulo: Atlas, 2008.
GROENEWOUDT, Aleid C.; ROMIJN, Henny A.; ALKEMADE, Floor. From fake solar to full service: An empirical analysis of the solar home systems market in Uganda. Energy for Sustainable Development, v. 58, p. 100-111, 2020, ISSN 0973-0826, https://doi.org/10.1016/j.esd.2020.07.004. DOI: https://doi.org/10.1016/j.esd.2020.07.004
HERNANDEZ-ESCOBEDO, Q.; RAMIREZ-JIMENEZ, A.; DORADOR-GONZALEZ, J. M.; PEREA-MORENO, M.-A.; PEREA-MORENO, A.-J. Sustainable solar energy in mexican universities. case study: The National School of Higher Studies Juriquilla (UNAM). Sustainability, v. 12, n. 8, p. 3123, 2020. DOI: https://doi.org/10.3390/su12083123
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Cidades. 2020. Disponível em: https://cidades.ibge.gov.br. Acesso em: 01 fev 21.
IFCE. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO CEARÁ. Institucional. Disponível em https://ifce.edu.br/ifce/acesso-a-informacao/Institucional. Acesso em: 10 fev. 2021.
IFCE. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO CEARÁ. Orientações para economia de água e energia elétrica. 2019. Disponível em: https://ifce.edu.br/noticias/cartilha-da-dicas-praticas-para-sustentabilidade-no-trabalho. Acesso em: 11 fev. 2021.
KOTOWICZ, Janusz; UCHMAN, Wojciech. Analysis of the integrated energy system in residential scale: Photovoltaics, micro-cogeneration and electrical energy storage. Energy, v. 227, p. 120469, 2021. ISSN 0360-5442, https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120469. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120469
KRAEMER, M. E. P. A universidade do século XXI rumo ao desenvolvimento sustentável. Revista Eletrônica de Ciência Administrativa, v. 3, n. 2, p. 1-21, 2004. DOI: https://doi.org/10.5329/RECADM.20040302006
LEAL FILHO, W. et al. A comparative study of approaches towards energy efficiency and renewable energy use at higher education institutions. Journal of Cleaner Production, Volume 237, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.117728
MASTERS, Gilbert M. Renewable and efficient electric power systems. New Jersey: John Wiley& Sons, 2004. 677p. DOI: https://doi.org/10.1002/0471668826
PEREIRA, E. B.; MARTINS, F. R.; GONÇALVES, A. R.; COSTA, Rodrigo S.; LIMA, F. J. L. de; RÜTHER, R. et al. Atlas brasileiro de energia solar. 2. ed. São José dos Campos: INPE, 2017. DOI: https://doi.org/10.34024/978851700089
PNUD. Plataforma agenda 2030. Transformando Nosso Mundo: a Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentável. 2020a. Disponível em: http://www.agenda2030.org.br/sobre/. Acesso em: 26 dez. 2020.
PNUD. Plataforma agenda 2030. Transformando Nosso Mundo: a Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentável. 2020b. Disponível em: http://www.itamaraty.gov.br/images/ed_desenvsust/Agenda2030-completo-site.pdf. Acesso em: 26 dez. 2020.
REIS, Mari Aurora Favero; REIS JÚNIOR, Paulo; PERIN, Dirceu Lorivaldo. Sustentabilidade energética em escola pública. MIX Sustentável, v. 6, n. 3, p. 37-44, 2020. DOI: https://doi.org/10.29183/2447-3073.MIX2020.v6.n3.37-44
SACHS, I. Estratégias de transição para o século XXI. In: BURSZTYN, Marcel (Org.). Para pensar o desenvolvimento sustentável. São Paulo: IBAMA/ENAP/Brasiliense, 1993. p. 29-56.
SACHS, W. Anatomia Política do Desenvolvimento. Democracia Viva, no. 1. 1996.
SANTOS, Juliane Barbosa dos; JABBOUR, Charbel José Chiappetta. Adoção da energia solar fotovoltaica em hospitais: revisando a literatura e algumas experiências internacionais. Saúde e sociedade, v. 22, p. 972-977, 2013. DOI: https://doi.org/10.1590/S0104-12902013000300026
SEGOV. Relatório Nacional Voluntário sobre os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável: Brasil. 2017. Curadoria Enap. Disponível em: https://exposicao.enap.gov.br/items/show/562. Acesso em: 26 dez. 2020.
SILVA, Jonas Pinheiro da. Comparação de desempenho de plantas FV com módulos fixo e com seguimento solar: estudo de caso para Juazeiro do Norte – CE. 2019. 89 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
TEAH, Heng Shue et al. Incorporating external effects into project sustainability assessments: the case of a green campus initiative based on a solar PV system. Sustainability, v. 11, n. 20, p. 5786, 2019. https://doi.org/10.3390/su11205786. DOI: https://doi.org/10.3390/su11205786
TWIDELL, J.; WEIR, T. Renewable energy resources. Routledge, 2015. DOI: https://doi.org/10.4324/9781315766416
UFCA. UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI. Campi. 2021a. Disponível em: https://www.ufca.edu.br/instituicao/campi/. Acesso em: 19 mar. 21.
UFCA. UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI. UFCA Sustentável. 2021b. Disponível em: https://www.ufca.edu.br/ufca-sustentavel/. Acesso em 08 fev. 2021.
UFCA. UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI. Política de Gestão da Sustentabilidade. 2021c. Disponível em: https://www.ufca.edu.br/ufca-sustentavel/politica-de-gestao-da-sustentabilidade/. Acesso em: 08 mai. 2021.
UFCA. UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI. Catálogo de Sustentabilidade. 2021d. Disponível em: https://www.ufca.edu.br/ufca-sustentavel/catalogo-de-sustentabilidade/. Acesso em 11 fev. 2021.
UNILEÃO. CENTRO UNIVERSITÁRIO LEÃO SAMPAIO. Missão, visão e valores. 2021a. Disponível em https://unileao.edu.br/missao-visao-e-valores-da-unileao/?gclid=Cj0KCQiAgomBBhDXARIsAFNyUqOCUxH3I75T9jIuEwlXgyNErQ-iJc52i-LdABi5dY0VlPR-IPMhBjEaAhEEEALw_wcB. Acesso em: 09 fev. 2021.
UNILEÃO. CENTRO UNIVERSITÁRIO LEÃO SAMPAIO. UNILEÃO Sustentável. 2021b. Disponível em https://unileao.edu.br/unileao-sustentavel/?gclid=Cj0KCQiAgomBBhDXARIsAFNyUqOCUxH3I75T9jIuEwlXgyNErQ-iJc52i-LdABi5dY0VlPR-IPMhBjEaAhEEEALw_wcB. Acesso em: 09 fev. 2021.
UNILEÃO. CENTRO UNIVERSITÁRIO LEÃO SAMPAIO. Relatório de Sustentabilidade. 2021c. Disponível em https://docs.google.com/viewer?url=https%3A%2F%2Funileao.edu.br%2Fwp-content%2Fuploads%2F2020%2F12%2FPROJETO_-_UNILEA%25CC%2583O_SUSTENTA%25CC%2581VEL_2020.pdf&pdf=true. Acesso em 09 fev. 2021.
VAZ, C. R.; FAGUNDES, A. B.; OLIVEIRA, I. L. de; KOVALESKI, J. L.; SELIG, P. M. Sistema de gestão ambiental em instituições de ensino superior: uma revisão. Revista Gestão da Produção Operações e Sistemas, n. 3, p. 45, 2010. DOI: https://doi.org/10.15675/gepros.v0i3.327
WCED — WORLD COMMISSION ON ENVIRONMENT AND DEVELOPMENT (the Brundtland Commission). Our common future. Oxford: Oxford University Press, 1987.
ZARE OSKOUEI, Morteza et al. Optimal stochastic scheduling of reconfigurable active distribution networks hosting hybrid renewable energy systems. IET Smart Grid, v. 4, n. 3, p. 297-306, 2021. DOI: https://doi.org/10.1049/stg2.12029
ZUCATELLI, Pedro Junior et al. Energia distribuída proveniente da concentração de energia solar nas universidades do Brasil: um estudo de caso Distributed energy from concentrating solar power in Brazil's universities: a case study. Latin American Journal of Energy Research–Lajer, v. 4, n. 2, p. 11-22, 2017. DOI: https://doi.org/10.21712/lajer.2017.v4.n2.p11-22
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