Estudo de viabilidade técnica e econômica do uso de energia … dimensionados conforme as...

Estudo de viabilidade técnica e econômica do uso de energia solar em residências para

redução da fatura de energia Julho/2016 1

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 11 Vol. 01/ 2016 julho/2016

Estudo de viabilidade técnica e econômica do uso de energia solar

em residências para redução da fatura de energia

André Mendes Martins – [email protected]

MBA em Projeto, Controle e Execução em Engenharia Elétrica

Instituto de Pós-Graduação - IPOG

Goiânia, GO, 10/08/2015

Resumo

Devido aos últimos aumentos na tarifa de energia elétrica, cada vez mais consumidores têm

buscado alternativas para baratear essa conta no final do mês. O presente trabalho tem por

objetivo analisar a viabilidade técnica e econômica, utilizando a metodologia do Valor

Presente Líquido e Payback Descontado, para implantação de energia solar, térmica e

luminosa, em residências. O intuito é diminuir o consumo de energia elétrica da

concessionária de energia e consequentemente diminuir os custos atribuídos à utilização desse

serviço, além de incentivar o uso de uma energia renovável, extremamente abundante no

Brasil, porém pouco aproveitada. Com o uso simultâneo de energia solar térmica e luminosa,

para o caso estudado, é possível uma redução de até 78% anualmente na fatura de energia

elétrica.

Palavras-chave: Energia Termossolar. Energia Fotovoltaica. Energias Renováveis.

1. Introdução

Para entender o que motivou esse trabalho é preciso entender algumas mudanças que ocorreram

no setor elétrico nos últimos anos. Em 2012, o Governo Federal decidiu intervir no setor

elétrico, e propôs uma redução nas tarifas de energia elétrica por meio da medida provisória

579, posteriormente convertida na Lei n° 12.783, de janeiro de 2013. A ideia era antecipar a

renovação das concessões das empresas de geração, transmissão e distribuição de energia,

vincendas, sem que fossem feitas novas licitações. Em troca as empresas que optassem em

aderir à proposta do governo se comprometeriam em adotar tarifas impostas pela Agencia

Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), mais baratas do que as tarifas vigentes até então

(BRASIL, 2013).

Ainda no final do ano de 2012, com o aumento do consumo, o regime hidrológico desfavorável

e os atrasos nas entregas das obras de ampliação do setor elétrico, o ONS determinou que

fossem despachadas todas as usinas térmicas a gás e a óleo disponíveis, embora esta operação

tenha garantido o abastecimento, aumentou de forma considerável o preço da energia elétrica

(ABBUD; TANCREDI, 2013, p. 07).

Nos dois anos seguintes o cenário continuou o mesmo, forte estiagem, obras inacabadas e

térmicas despachando a todo vapor.

Para piorar a situação, o setor elétrico acumulou perdas bilionárias [...] causadas pelo

desequilíbrio entre receitas e despesas das distribuidoras, pela baixa geração de

energia por usinas hidrelétricas e pelas indenizações pagas às empresas que aceitaram




renovar as concessões de usinas e linhas de transmissão por meio da MP 579. Por

causa da medida, a maioria das distribuidoras ficou sem energia suficiente para

fornecer a seus clientes. Para contornar o problema, elas foram obrigadas a recorrer

ao mercado de curto prazo, segmento no qual a energia é mais cara. (DA COSTA,

Machado. Crise do setor elétrico custo R$105 bi. Em:

<http://www1.folha.uol.com.br/mercado/2014/11/1542896-crise-do-setor-eletrico-

custou-r-105-bi.shtml. Acessado em 09 de julho de 2015.)

Por ser uma medida impopular, e estar em um período pré-eleitoral, o governo decidiu segurar

o aumento aos consumidores o quanto pôde. O resultado disso tudo é que uma hora ou outra o

consumidor iria ter que pagar a conta. Segundo o Banco Centra do Brasil, em seu Relatório de

Inflação de Junho de 2015, a previsão é de que as tarifas de energia elétrica terminem o ano

com um aumento acumulado de 43,4% (BCB, 2015), e para 2016, caso a situação climática não

melhore, a previsão é de que as tarifas aumentem ainda mais.

Com a energia elétrica tão cara, e com previsão de continuar aumentando, cada vez mais

consumidores vêm procurando formas de diminuir a conta no final do mês. Uma saída para essa

situação é a utilização de energia solar, que pode ser aproveitada para economizar na fatura de

energia elétrica de duas maneiras: solar térmica e fotovoltaica.

Fazendo-se o uso simultâneo de coletores solares, em substituição aos chuveiros elétricos, e

painéis fotovoltaicos, para geração de energia elétrica, é possível fazer com que uma edificação

reduza sua necessidade de eletricidade proveniente das concessionárias de energia. O objetivo

desse artigo é justamente avaliar qual o custo de implementação dessas tecnologias em uma

edificação, qual o tempo de retorno do investimento feito inicialmente para aquisição,

manutenção e instalação dos equipamentos e quanto se pode economizar mensalmente nos

gastos com energia elétrica.

2. Potencial Solar no Brasil

O Sol é a principal fonte de energia para a Terra. Essa energia chega até nós nas formas de luz

e calor (VILLALVA; GAZOLI, 2012, p. 15). Da potência total disponibilizada pelo Sol à Terra,

desconsiderando a potência que é absorvida ou refletida pela atmosfera, cerca de 94 mil TW

chegam efetivamente à superfície terrestre (CRESESB, 2014, p. 76). Levando em consideração

a porcentagem de área que o Brasil (8.515.767,049 km²) (IBGE, 2015) ocupa no planeta

(510,064,472 km²) (NASA, 2014), pode-se estimar que o país receba aproximadamente 1,67%

dessa potência, totalizando algo em torno de 1.570 TW.

A capacidade de geração de energia elétrica do Brasil, segundo a ANEEL, até julho de 2015,

era de pouco mais de 137 TW (ANEEL, 2015) de potência instalada, ou seja, o sol é capaz de

fornecer, apenas no território brasileiro mais de 11 vezes a capacidade de geração do sistema

elétrico nacional.

Os índices de irradiação solar diária mostram que há boa uniformidade em todo o território,

com médias anuais relativamente altas em todo o país, sendo superiores à maioria dos países

da Europa, que são os que mais investem no aproveitamento dos recursos solares (PEREIRA

et al, 2006).

Figura 1 – Consumo final de energia por fonte e matriz elétrica brasileira

http://www1.folha.uol.com.br/mercado/2014/11/1542896-crise-do-setor-eletrico-custou-r-105-bi.shtml

http://www1.folha.uol.com.br/mercado/2014/11/1542896-crise-do-setor-eletrico-custou-r-105-bi.shtml




Fonte: Balanço Energético Nacional 2015 (EPE, 2015).

Apesar disso, a disseminação da energia solar ainda é muito baixa em todo o país. Segundo o

Balanço Energético Nacional 2015, o uso das formas de energia provenientes diretamente do

sol, seja térmica ou luminosa, para consumo final ou para geração de eletricidade, é tão baixo

que sequer aparecem listados no relatório final produzido pela Empresa de Pesquisa Energética

(EPE) (EPE, 2015), como pode ser visto na Figura 1.

Outro dado relevante é a quantidade de residências que ainda fazem uso de chuveiros elétricos

ou a gás para aquecimento de água no país, segundo a Pesquisa de Posse de Equipamentos e

Hábitos de Uso do PROCEL (2007, p. 49), dos domicílios brasileiros que aqueciam a água para

banho, mais de 79% faziam uso de alguma dessas fontes de energia e apenas 0,4% faziam uso

de aquecedores solares.

Como visto, potencial solar o Brasil tem de sobra, porém muito pouco utilizado. Incentivar a

utilização de tecnologias que façam aproveitamento da energia solar é uma necessidade para o

país, que tem buscado energia elétrica, principalmente de grandes usinas hidroelétricas, cada

vez mais longe dos principais centros de carga. A implantação de sistemas de aquecimento solar

e geração fotovoltaica, em residências, pode ajudar a diminuir essa demanda por energia

elétrica, além, é claro, de ajudar a diminuir a fatura de energia elétrica no final do mês.

3. Dimensionamento dos sistemas de aquecimento solar e fotovoltaico

Para tornar a casa menos dependente da concessionária de energia elétrica, será necessária a

aplicação da energia solar de duas formas como proposta neste estudo: aquecimento da água

dos chuveiros, com coletores solares e geração de eletricidade por painéis fotovoltaicos.

Primeiramente foi necessário estabelecer alguns parâmetros, baseados em um padrão de

consumo real. Para tanto, fez-se uso do histórico de consumo de energia elétrica de uma unidade

consumidora residencial de classe média, situada na cidade de Goiânia (GO), ocupada por 3

pessoas. Foram obtidos dados do consumo mensal de energia no período de um ano, de agosto

de 2014 até julho de 2015, como pode ser visto na Figura 2.

Figura 2 – Histórico de consumo de energia elétrica




Em seguida foi feito o levantamento dos dados solarimétricos necessários para o correto

dimensionamento dos sistemas de aproveitamento da energia solar, como irradiação solar no

plano inclinado e temperatura média anual.

O primeiro a ser levantado foi índice de irradiação solar no plano inclinado. Essa grandeza

expressa a energia solar incidente sobre uma determinada área plana ao longo de um intervalo

de tempo e sua unidade de medida é kWh/m² (ANDRADE, 2014). A Figura 3 mostra a variação

dessa energia ano longo de um ano para a cidade de Goiânia.

Figura 3 – Irradiação solar no plano inclinado

Fonte: SunData (2015).

218205 198

232 228214

230

198214

238217

206

0

50

100

150

200

250

ago

/14

set/

14

ou

t/1

4

no

v/1

4

de

z/1

4

jan

/15

fev/

15

mar

/15

abr/

15

mai

/15

jun

/15

jul/

15

Histórico de Consumo (kWh)

5,18

4

4,5

5

5,5

6

6,5

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Irra

dia

ção

[kW

h/m

²/d

ia]

Irradiação solar no plano inclinado - Goiânia - GO16,6° S, 49,25° O

Plano Horizontal Ângulo igual a latitude

Maior média anual Maior mínimo mensal

Média - Ângulo igual a latitude




Em seguida foi levantada a temperatura média anual para a cidade de Goiânia. Esse dado é

muito importante para o dimensionamento dos coletores solares. A Figura 4 mostra a variação

da temperatura ao longo de um ano para a cidade de Goiânia.

Figura 4 – Temperatura média anual

Fonte: Climate-data.org (2015). Disponível em: < http://pt.climate-data.org/location/2191/>

3.1. Dimensionamento dos coletores solares

O sistema de aquecimento solar é constituído basicamente por três elementos principais: os

coletores solares, o reservatório térmico e o sistema de aquecimento auxiliar, para completar a

demanda energética. Sendo assim, os coletores solares e o reservatório de água foram

dimensionados conforme as prescrições da norma ABNT NBR 15569, em uma área sem

sombreamento. O sistema de aquecimento auxiliar será um chuveiro elétrico, utilizado em série

com o Sistema de Aquecimento Solar, conforme Erro! Fonte de referência não encontrada.

Figura 5 – Sistema de aquecimento solar com aquecimento auxiliar em série

23,12

15

17

19

21

23

25

27

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Tem

per

atu

ra [

°C]

Temperatura média anual - Goiânia - GO




Fonte: ESNTV (2015). Disponível em: < http://www.esntv.com.br/o-chuveiro-hibrido-solar-eletrico/>

Como a prioridade é o aquecimento solar, os coletores e o reservatório serão dimensionados

para evitar o uso desse chuveiro elétrico para aquecer a água. Para tal, foram tomados como

base os dados estabelecidos anteriormente. Levando em consideração que as pessoas tomam

dois banhos diários, com duração média de 7,5 minutos, e uso da vazão média da ducha (9 l/min

– Ver anexo C da NBR 15569), temos:

3.1.1 Volume de consumo de água

𝑉𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 = ∑(𝑄𝑝𝑢 𝑥 𝑇𝑢 𝑥 𝑓𝑟𝑒𝑞𝑢ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑢𝑠𝑜), onde:

𝑉𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 é o volume total de água quente consumido diariamente (m³);

𝑄𝑝𝑢 é a vazão da peça de utilização (m³/s);

𝑇𝑢 é o tempo médio de uso diário da peça de utilização (s);

𝑓𝑟𝑒𝑞𝑢ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑢𝑠𝑜 é o número total de utilizações da peça por dia;

Calculando o volume para a ducha, que será a única peça de utilização de água quente, temos:

𝑉𝑑𝑢𝑐ℎ𝑎 = 9 𝑙/ min 𝑥 7,5 min 𝑥 2 𝑏𝑎𝑛ℎ𝑜𝑠 𝑥 3 𝑢𝑠𝑢á𝑟𝑖𝑜𝑠 = 405 L

3.1.2 Cálculo do volume do sistema de armazenamento




Para calcular o volume de armazenamento é importante levar em consideração a temperatura

de consumo e a temperatura de armazenamento. Quanto maior a temperatura de armazenamento

e menor for a temperatura de consumo, menor será o reservatório e a necessidade do uso do

sistema de aquecimento auxiliar. A NBR 15569, sugere que seja adotado, para a temperatura

de consumo de utilização, o valor de 40º C, porém na prática um banho pode ser agradável a

temperaturas inferiores a essa.

Para a temperatura de armazenamento foi adotado o valor de 50ºC. Armazenar a água a uma

temperatura maior do que a de utilização permite que a água aquecida seja misturada a água

fria à fim de se obter uma temperatura mais agradável para banho, e possibilitando que o

reservatório de armazenamento seja menor.

𝑉𝑎𝑟𝑚𝑎𝑧. =𝑉𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜𝑥(𝑇𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 − 𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒)

(𝑇𝑎𝑟𝑚𝑎𝑧. − 𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒)

𝑉𝑎𝑟𝑚𝑎𝑧. =405 𝐿 𝑥(40°𝐶 − 23°𝐶)

(50°𝐶 − 23°𝐶)

𝑽𝒂𝒓𝒎𝒂𝒛.= 255 L

𝑉𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 é o volume total de água quente consumido diariamente (m³);

𝑉𝑎𝑟𝑚𝑎𝑧 é o volume do sistema de armazenamento do SAS (m³);

𝑇𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 é a temperatura de consumo de utilização (ºC);

𝑇𝑎𝑟𝑚𝑎𝑧. é a temperatura de armazenamento da água (ºC) (Sugere-se que 𝑇𝑎𝑟𝑚𝑎𝑧. ≥ 𝑇𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜);

𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 é a temperatura média anual do local de instalação (ºC) (Ver anexo D – NBR 15569);

3.1.3 Cálculo da demanda de energia útil e perdas

𝐸ú𝑡𝑖𝑙 =𝑉𝑎𝑟𝑚𝑎𝑧. 𝑥 𝜌 𝑥 𝐶𝑝 𝑥 (𝑇𝑎𝑟𝑚𝑎𝑧. − 𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒)

3600

𝐸ú𝑡𝑖𝑙 =0,255 𝑚³ 𝑥 1000 𝑘𝑔 𝑚3𝑥⁄ 4 ,18 𝐽 𝑘𝑔⁄ . 𝐾 𝑥 (50°𝐶 − 23°𝐶)

3600

𝑬ú𝒕𝒊𝒍= 5,03kWh/dia

𝐸𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠 = 0,15 𝑥 𝐸ú𝑡𝑖𝑙

𝐸𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠 = 0,15 𝑥 5,03 𝑘𝑊ℎ/𝑑𝑖𝑎

𝑬𝒑𝒆𝒓𝒅𝒂𝒔 = 𝟎, 𝟕𝟓 𝒌𝑾𝒉/𝒅𝒊𝒂

𝐸ú𝑡𝑖𝑙 é a energia útil (kWh/dia);

𝐸𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠 é 𝑜 𝑠𝑜𝑚𝑎𝑡ó𝑟𝑖𝑜 𝑑𝑎𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎𝑠 (𝑘𝑊ℎ 𝑑𝑖𝑎⁄ );

𝑉𝑎𝑟𝑚𝑎𝑧. é o volume do sistema de armazenamento (m³);




𝜌 é a massa específica da água – 1000 (kg/m³);

𝐶𝑝 é o calor específico da água – 4,18 (J/kg.K);

𝑇𝑎𝑟𝑚𝑎𝑧. é a temperatura de armazenamento da água (ºC) ;

𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 é a temperatura média anual do local de instalação (ºC);

3.1.4 Cálculo da área coletora

Para o cálculo da área coletora foram adotados os fatores de ganho, 𝐹𝑅(𝜏𝛼)=0,71, e perda,

𝐹𝑅(𝑈𝐿)=5,92, com área de 2 m², do coletor solar MC 20 Evolution, fabricado pela Heliotek e

revendido em lojas especializadas na cidade de Goiânia. O ângulo de inclinação em relação ao

plano inclinado utilizado é de 𝛽=26° (16º da latitude de Goiânia mais 10º), e o ângulo de

orientação dos coletores solares em relação ao norte geográfico é de 𝛾=0° (Não haverá nenhum

desvio em relação ao norte geográfico).

𝑃𝑀𝐷𝐸𝐸 = 4,901 𝑥 (𝐹𝑅(𝜏𝛼) − 0,0249 𝑥 𝐹𝑅(𝑈𝐿))

𝑃𝑀𝐷𝐸𝐸 = 4,901 𝑥 (0,71 − 0,0249 𝑥 5,92)

𝑷𝑴𝑫𝑬𝑬 = 𝟐, 𝟕𝟔 𝒌𝑾𝒉/𝒎²

𝑃𝑀𝐷𝐸𝐸 é a produção média diária de energia específica do coletor solar (kWh/m²);

𝐹𝑅(𝜏𝛼) é o coeficiente de ganho do coletor solar;

𝐹𝑅(𝑈𝐿) é o coeficiente de perda do coletor solar;

𝐹𝐶𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙. =1

1 − [1,2𝑥10−4𝑥(𝛽 − 𝛽ó𝑡𝑖𝑚𝑜)2 + 3,5𝑥10−5𝑥 𝛾2]

𝐹𝐶𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙. =1

1 − [1,2𝑥10−4𝑥(26 − 26)2 + 3,5𝑥10−5𝑥 02]

𝑭𝑪𝒊𝒏𝒔𝒕𝒂𝒍.=1,00 (para 15° < 𝛽 < 90°)

𝐹𝐶𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙. é o fator de correção para inclinação e orientação do coletor solar;

𝛽 é a inclinação do coletor em relação ao plano horizontal (°);

𝛽ó𝑡𝑖𝑚𝑜 é a inclinação ótima do coletor para o local de instalação (°) (Sugere-se que seja adotado

o valor de módulo da latitude do local + 10°);

𝛾 é o ângulo de orientação dos coletores solares em relação ao norte geográfico (°);

𝐴𝑐𝑜𝑙𝑒𝑡𝑜𝑟𝑎 =(𝐸ú𝑡𝑖𝑙 + 𝐸𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠) 𝑥 𝐹𝐶𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙. 𝑥 4,901

𝑃𝑀𝐷𝐸𝐸 𝑥 𝐼𝐺

𝐴𝑐𝑜𝑙𝑒𝑡𝑜𝑟𝑎 =(5,03 + 0,75) 𝑥 1,00 𝑥 4,901

2,76 𝑥 5,18

𝑨𝒄𝒐𝒍𝒆𝒕𝒐𝒓𝒂 = 𝟏, 𝟗𝟖 𝒎²




𝐴𝑐𝑜𝑙𝑒𝑡𝑜𝑟𝑎 é a área total do coletor solar (m²);

𝐼𝐺 é a irradiação global média anual para o local de instalação (kWh/m².dia) (SunData);

Após todos os cálculos realizados, chegou-se a um reservatório de 255 L e uma área coletora

total de 1,98 m². Em referência aos valores comerciais estabelecidos o orçamento usará o valor

de 300 L para o reservatório e um coletor solar de 2,0 m², conforme modelo MC 20 Evolution

da HELIOTEK.

Com a inserção dos coletores solares será possível eliminar o chuveiro elétrico que tem uma

potência elétrica com a chave na posição “inverno” de 5500W e de 4000W na posição “verão”.

Para determinar a quantidade de energia elétrica que deixará de ser consumida da rede elétrica

da concessionária, levou-se em consideração que o chuveiro passa parte do ano na posição

inverno e outra parte na posição verão. Estabeleceu-se então, que será adotado para os cálculos

a potência média de 4750W.

Baseado nos dados estabelecidos anteriormente de 6 banhos diários de 7,5 minutos cada temos:

𝐸𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎 = 𝑃𝑐ℎ𝑥 𝑇 = 4,75𝑘𝑊 𝑥 0,75ℎ (6 𝑏𝑎𝑛ℎ𝑜𝑠 𝑑𝑒 7,5 𝑚𝑖𝑛. ) = 3,56𝑘𝑊ℎ

𝐸𝑚𝑒𝑛𝑠𝑎𝑙 = 𝐸𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎𝑥 30 𝑑𝑖𝑎𝑠 = 3,56𝑘𝑊ℎ 𝑥 30 𝑑𝑖𝑎𝑠 = 106,8 𝑘𝑊ℎ

A energia elétrica que deixará de ser consumida da concessionária por mês é 106,8 kWh em

média.

3.2 Dimensionamento do sistema fotovoltaico

Para dimensionar o sistema fotovoltaico é preciso primeiramente entender os tipos de sistemas

que existem, para definir qual será utilizado. Os sistemas fotovoltaicos possuem duas

classificações: isolados e conectados à rede.

Os sistemas isolados necessitam de algum tipo de armazenamento, e geralmente são utilizados

em comunidades isoladas. Basicamente é composto de: painéis fotovoltaicos, baterias,

controlador de carga e inversor. Existem várias configurações possíveis para esse tipo de

sistema, entre elas estão: Cargas CC com/sem armazenamento e cargas CA com/sem

armazenamento.

Os sistemas conectados à rede, que se popularizam muitos nos últimos anos, permitem

paralelismo com a rede da concessionária. É um sistema que se pode consumir energia da rede

ou então injetar o excedente ou toda energia da geração fotovoltaica. Basicamente é composto

de: painéis fotovoltaicos e inversor. Para esse trabalho será dimensionado um sistema

fotovoltaico conectado à rede da concessionária de energia elétrica.

Como esse sistema permite exportar a energia gerada para a rede da concessionária, é

importante entender os mecanismos de tarifação dessa energia. A ANEEL, órgão que

regulamenta o setor, publicou em 2012 a resolução nº 482, que estabelece as diretrizes para essa

tarifação. No Brasil o sistema adotado é o net metering, que nada mais é do que a medição da

energia líquida, ou seja, o consumidor paga uma diferença entre a energia requerida da rede e

o que injetou na rede. Entretanto, atualmente, a energia requerida é mais cara do que a injetada,




isto é, a tarifa da energia que vem da rede é acrescida de impostos, enquanto que na precificação

da energia que se injeta na rede estes não incidem.

Caso a energia injetada seja maior do que a requerida para o consumo, o consumidor fica com

créditos, perante a concessionária, que podem ser utilizados por um prazo de no máximo 36

meses. Se não forem utilizados nesse período os créditos são perdidos e o consumidor não será

reembolsado (CRESESB, 2014).

Por isso é interessante que o sistema seja dimensionado para não acumular créditos e caso estes

ocorram, que sejam utilizados nos períodos de menor incidência solar; pois, caso o sistema

acumule muitos créditos, eles provavelmente serão perdidos. Portanto, um dimensionamento

consideravelmente acima do necessário, além de encarecer o custo de aquisição dos

equipamentos pode não ser vantajoso caso produza muita energia excedente a cada mês.

Outro fator que deve ser levado em consideração é a tarifa mínima cobrada pelas

concessionárias. Essa tarifa varia conforme o tipo de ligação aos quais a residência é

alimentada, ou seja, monofásica, bifásica ou trifásica (Ver Tabela 1) e se baseia numa

quantidade fixa de energia elétrica e não em valores monetários.

Tabela 1 – Tarifa mínima de energia elétrica

TAXAS MÍNIMAS – GRUPO “B” (valores sem os tributos – ICMS, PIS/COFINS)

CLASSES MONOFÁSICO BIFÁSICO TRIFÁSICO

30kWh 50kWh 100kWh

RESIDENCIAL R$ 13,1493 R$ 21,9155 R$ 43,8310

RESIDENCIAL BAIXA RENDA R$ 4,5333 R$ 9,7143 R$ 22,6668

RURAL R$ 8,9415 R$ 14,9025 R$ 29,8050

DEMAIS CLASSES R$ 13,1493 R$ 21,9155 R$ 43,8310 Fonte: CELG-D (2015). Disponível em: <https://www.celg.com.br/paginas/clientes/tarifa.aspx/>

Portanto é importante descontar esse valor da quantidade de energia que se pretende gerar,

tendo em vista que não adianta suprir esse quantitativo pois continuará sendo cobrado pela

concessionária de energia. Em outras palavras, embora possa ser interessante e importante em

termos ambientais, do ponto de vista financeiro, não adiantaria zerar a conta. Seria melhor

dimensionar um sistema fotovoltaico um pouco menor e consumir pelo menos essa quantidade

de energia elétrica correspondente à tarifa mínima.

Sendo assim para se obter a maior economia com a conta de energia, a quantidade de energia a

ser gerada pelo sistema fotovoltaico levará em consideração o mês de maior consumo de energia

elétrica, descontando a tarifa mínima. Durante o período de menor consumo, caso a geração

seja excedente acumula-se créditos para serem utilizados em outros períodos de menor geração,

ou até mesmo em um mês atípico de consumo muito acima da média.

Conforme Figura 2, o maior consumo registrado foi no mês de maio, no valor de 238 kWh.

Descontando os 106,8 kWh que deixaram de ser consumidos da concessionária, pelo uso dos




coletores solares, sobraram 131,2 kWh para serem gerados pelos painéis fotovoltaicos. A partir

desse valor, dimensionaram-se todos os componentes necessários aos sistemas fotovoltaicos

em questão como se segue.

3.2.1 Cálculo do número de horas de sol pleno

O número de horas de sol pleno é a grandeza que “[...] reflete o número de horas em que a

radiação solar deve permanecer constante e igual a 1 kW/m² de forma que a energia resultante

seja equivalente à energia acumulada para o dia e local em questão” (CRESESB, 2014).

H𝑆𝑃 =𝐼𝑔

1𝑘𝑊/𝑚² =

5,18 𝑘𝑊ℎ/𝑚²

1𝑘𝑊/𝑚²= 5,18 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

O valor de irradiação solar utilizado, foi a média para o plano inclinado, medido na cidade de

Goiânia. Vale ressaltar que esse valor varia mês a mês, conforme pode ser visto na Figura 3,

porém para o dimensionamento do sistema pode-se utilizar o valor médio do índice de

irradiação. A variação no índice de irradiação solar, terá mais influência na avaliação da

economia anual na fatura de energia elétrica, como será demonstrado no item 4.

3.2.2 Cálculo do consumo diário

Para o cálculo do consumo diário levou-se em consideração o maior consumo mensal de

energia, do período avaliado, descontada a quantidade de energia que deixou de ser consumida

pela eliminação dos chuveiros elétricos, e a tarifa mínima de 50 kWh, referente ao sistema

bifásico de alimentação da residência, chegou-se ao valor de 81,2 kWh. Dividindo por 30 dias,

chega-se à quantidade de 2,71 kWh por dia. Essa é a quantidade de energia que precisa ser

gerada durante o período de sol pleno para se ter o menor custo inicial de aquisição dos

equipamentos com o máximo de economia na fatura de energia, baseando-se no mês de maior

consumo.

3.2.3 Dimensionamento do número de módulos fotovoltaicos

A potência de pico a ser gerada pelos painéis deve levar em consideração o número de horas de

sol pleno (HSP), o consumo diário médio anual (𝐶𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜) e a taxa de desempenho (TD). A taxa

de desempenho é um parâmetro para avaliar a geração de energia elétrica levando em

consideração a potência a potência real do sistema sob condições de operação e todas as perdas

envolvidas. “Para Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede, bem ventilados e não

sombreados, uma TD entre 70 e 80% pode ser obtida nas condições de radiação solar

encontradas no Brasil” (CRESESB, 2014). Para o sistema a ser dimensionado foi considerado

uma TD de 70%.

𝑃𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 =𝐶𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜

𝐻𝑆𝑃 𝑥 𝑇𝐷=

2,71 𝑘𝑊ℎ/𝑑𝑖𝑎

5,18 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑥 0,70= 0,747 𝑘𝑊𝑝




A potência do sistema fotovoltaico deve ser de 0,747 kWp para conseguir atender à demanda

diária durante o mês de maior consumo.

3.2.4 Dimensionamento do inversor

O inversor precisa ser capaz de suportar a potência máxima que pode ser gerada pelos painéis,

caso seja utilizado um inversor central, sendo assim o inversor deve ter uma potência de no

mínimo 0,75 kWp. Caso sejam utilizados micro inversores, estes devem ter potência nominal

maior ou igual à dos painéis fotovoltaicos.

4. Análise de viabilidade econômica

Com os sistemas de aproveitamento da energia solar dimensionados, fez-se a análise econômica

que tais sistemas trariam se implantados em uma residência de classe média. Para essa análise

foram criados 3 (três) cenários: 1) Toda a energia elétrica é provida pela concessionária; 2)

Parte da demanda enérgica é suprimida pelo uso dos coletores solares, a outra parte vem da

concessionária 3) Utilização simultânea de coletores solares e sistema fotovoltaico conectado à

rede.

Uma forma de avaliar se um investimento é rentável é fazer uma análise financeira. Neste

estudo a análise financeira será abordada por dois métodos: Valor Presente Líquido (VPL) e

Pay Back Descontado.

O Valor Presente Líquido (VPL) é essencialmente caracterizado pela transferência de valores

futuros para valores presentes (VP), descontados a uma taxa de juros apropriada, menos o custo

do investimento inicial. Esse método é muito utilizado para a tomada de decisão entre dois

projetos de investimentos, pois permite avaliar qual será mais rentável.

Com o Pay Back Descontado é possível avaliar, levando em consideração a taxa de juros, qual

o tempo de retorno de tal investimento, permitindo avaliar se o investimento se paga antes de

sua vida útil terminar.

Para as duas análises financeiras será adotada a meta de inflação definida pelo Governo Federal

de 4,5% ao ano (BCB, 2014). Essa é uma taxa bem otimista visto que o Governo Federal tem

extrapolado essa meta ano após ano. Porém é preciso trabalhar com um patamar estabelecido

oficialmente para se chegar a uma análise mais palpável.

4.1. Consumo de energia elétrica da concessionária

Se nenhum investimento for feito e toda a energia elétrica continuar sendo consumida da

concessionária temos:

Tabela 2 – Gasto anual com energia elétrica

Mês Consumo

[kWh/mês] Valor Total [R$]

Agosto/2014 218 R$ 173,97

Setembro/2014 205 R$ 164,10




Outubro/2014 198 R$ 158,78

Novembro/2014 232 R$ 184,60

Dezembro/2014 228 R$ 181,57

Janeiro/2015 214 R$ 170,93

Fevereiro/2015 230 R$ 183,08

Março/2015 198 R$ 158,78

Abril/2015 214 R$ 170,93

Maio/2015 238 R$ 189,16

Junho/2015 217 R$ 173,21

Julho/2015 206 R$ 164,86

TOTAL ANUAL 2598 R$ 2.073,97

Esses são os valores anuais que serão gastos com energia elétrica, incluindo as tarifas, taxas e

impostos incidentes:

Tabela 3 – Taxas, tarifas e impostos incidentes sobre a conta de energia

Taxa de custeio da iluminação pública R$ 8,40

Bandeira tarifária R$ 0,055

Tarifa de energia elétrica (CELG-D) R$ 0,43831

Impostos (ICMS+PIS/PASEP+COFINS) 35,0478%

Fonte: CELG D

Para saber se valerá a pena investir em energia solar com intuito de diminuir esses valores foram

feitas duas análises: i) os chuveiros elétricos são substituídos por coletores solares; ii) além da

instalação de coletores solares é inserido simultaneamente um sistema de energia solar

fotovoltaica conectado à rede (SFCR).

4.2. Os chuveiros elétricos são substituídos por coletores solares

Para esse estudo foi levado em consideração que a residência já possui infraestrutura para

receber o sistema de aquecimento solar (SAS), ou seja, já possui instalação hidráulica para água

quente e água fria. Portanto, foi solicitado às empresas que fornecem esse tipo de sistema, que

orçassem apenas o fornecimento do material e da mão-de-obra de instalação dos equipamentos

conforme Tabela 4.

Tabela 4 – Custos de instalação do sistema de aquecimento solar

Componentes do sistema Quantidade Valor [R$]

Reservatório térmico 300l – Baixa pressão 1 R$ 1.250,00

Coletor solar 2m² 1 R$ 850,00

Material para instalação 1 R$ 610,00




Serviço de instalação 1 R$ 450,00

TOTAL R$ 3.160,00

Com os dados estabelecidos anteriormente foi possível verificar qual a economia na conta de

energia anualmente com a inserção dos coletores solares, como pode ser visto na Tabela

1Tabela 5.

Tabela 5 – Valores da fatura de energia elétrica com e sem o uso de SAS

Mês

Consumo (Com chuveiro

elétrico) [kWh/mês]

Consumo (Com Coletor

solar) [kWh/mês]

Valor Total (Com chuveiro

elétrico) [R$]

Valor Total (Com coletor

solar) [R$]

Economia gerada [R$]

Agosto/2014 218 111,2 R$ 173,97 R$ 92,86 R$ 81,11

Setembro/2014 205 98,2 R$ 164,10 R$ 82,98 R$ 81,11

Outubro/2014 198 91,2 R$ 158,78 R$ 77,67 R$ 81,11

Novembro/2014 232 125,2 R$ 184,60 R$ 103,49 R$ 81,11

Dezembro/2014 228 121,2 R$ 181,57 R$ 100,45 R$ 81,11

Janeiro/2015 214 107,2 R$ 170,93 R$ 89,82 R$ 81,11

Fevereiro/2015 230 123,2 R$ 183,08 R$ 101,97 R$ 81,11

Março/2015 198 91,2 R$ 158,78 R$ 77,67 R$ 81,11

Abril/2015 214 107,2 R$ 170,93 R$ 89,82 R$ 81,11

Maio/2015 238 131,2 R$ 189,16 R$ 108,05 R$ 81,11

Junho/2015 217 110,2 R$ 173,21 R$ 92,10 R$ 81,11

Julho/2015 206 99,2 R$ 164,86 R$ 83,74 R$ 81,11

TOTAL ANUAL 2.598 1.316,4 R$ 2.073,97 R$ 1.100,60 R$ 973,37

Para os hábitos de banho da residência analisada, apenas com o desuso do chuveiro elétrico foi

possível reduzir em 47% a fatura anual de energia elétrica. Utilizando a metodologia do VPL,

e analisando o custo unitário de geração, ou seja, analisar o coletor solar como se fosse um

gerador de energia, pode-se perceber que investir no coletor solar é um investimento viável já

que seu custo de geração é menor do que a apenas comprar energia da concessionária.

Tabela 6 – Análise do custo unitário de geração entre uso do chuveiro elétrico e coletor solar

Variável/Parâmetro Rede da

concessionária Coletor solar

Investimento inicial R$ - -R$ 3.160,00

Custo/Economia anual de energia elétrica -R$ 2.073,97 R$ 973,37

Custo presente líquido R$ 22.273,53 R$ 13.613,57

Custo unitário de geração R$ 0,5716 R$ 0,3794

Após mostrar que o investimento é viável, agora é importante analisar qual o tempo de retorno

para que o investimento se pague e comesse a dar lucros. Para essa análise será utilizado a




metodologia do Pay Back Descontado, onde foi possível obter os seguintes valores, para uma

vida útil de 15 anos: Tabela 7 – Análise de Pay Back Descontado para o cenário 2

Ano Capital Capital descontado Acumulado

0 -R$ 3.160,00 -R$ 3.160,00 -R$ 3.160,00

1 R$ 973,37 R$ 931,46 -R$ 2.228,54

2 R$ 973,37 R$ 891,35 -R$ 1.337,20

3 R$ 973,37 R$ 852,96 -R$ 484,24

4 R$ 973,37 R$ 816,23 R$ 331,99

5 R$ 973,37 R$ 781,08 R$ 1.113,08

6 R$ 973,37 R$ 747,45 R$ 1.860,53

7 R$ 973,37 R$ 715,26 R$ 2.575,79

8 R$ 973,37 R$ 684,46 R$ 3.260,25

9 R$ 973,37 R$ 654,99 R$ 3.915,23

10 R$ 973,37 R$ 626,78 R$ 4.542,01

11 R$ 973,37 R$ 599,79 R$ 5.141,80

12 R$ 973,37 R$ 573,96 R$ 5.715,77

13 R$ 973,37 R$ 549,25 R$ 6.265,01

14 R$ 973,37 R$ 525,59 R$ 6.790,61

15 R$ 973,37 R$ 502,96 R$ 7.293,57

Dividindo-se o valor encontrado no último ano negativo pelo, valor do capital descontado do

ano seguinte, somado ao ano do último valor acumulado negativo obtém-se o tempo de retorno

do investimento, que nesse caso é de 3,59 anos.

4.3. Uso simultâneo de coletores solares e sistemas fotovoltaicos conectados à rede

Para essa análise é importante entender como a energia é cobrada do consumidor que decide

ser microgerador. Primeiramente, a conta nunca virá nula. Como visto na Tabela 1, o

consumidor está sujeito a uma tarifa mínima de disponibilidade do sistema, ou seja, mesmo que

a geração seja muito maior do que o consumo sempre será cobrado uma tarifa mínima. Além

dessa tarifa também incide sobre a conta de energia uma taxa de iluminação pública. Um valor

fixo que deve ser pago mensalmente. E por último e mais importante, deve-se saber que os

impostos (ICMS, PIS e COFINS) são incidentes sobre a energia consumida no mês. Esse dado

é importante para estimar cenários, onde se possa avaliar quanto de geração e em que momentos

geração e consumo acontecem para se ter a maior economia possível com o sistema.

Para entender melhor tem-se dois cenários: a geração e consumo ocorrem no mesmo instante e

a geração e consumo ocorrem em momentos distintos. Como os impostos incidem sobre a

energia consumida, se a geração ocorrer no mesmo instante do consumo tem-se que a energia

medida, de consumo, no final do mês será menor e consequentemente o melhor cenário para




diminuir a fatura de energia.

Porém, em residências são poucas as cargas que são acionadas durante a geração, pois os

ocupantes estão fora de casa, seja trabalhando ou estudando em suma. Então a análise será feita

para o pior cenário que é o de geração e consumo em horários distintos.

Primeiramente foi analisada a capacidade de geração mês a mês, baseando na irradiação solar

no plano inclinado para Goiânia e na capacidade de geração do sistema dimensionado, como

pode ser visto na Tabela 8.

Tabela 8 – Capacidade de geração de energia do SFCR

Mês Radiação solar [kWh/m²/dia]

Geração mensal [kWh]

Agosto/2014 5,88 92,61

Setembro/2014 5,05 79,54

Outubro/2014 5,09 80,17

Novembro/2014 4,83 76,07

Dezembro/2014 4,89 77,02

Janeiro/2015 4,89 77,02

Fevereiro/2015 4,83 76,07

Março/2015 5,11 80,48

Abril/2015 5,18 81,59

Maio/2015 5,37 84,58

Junho/2015 5,27 83,00

Julho/2015 5,73 90,25

Em seguida foi feito a análise do impacto que a geração fotovoltaica terá na medição de energia

elétrica e consequentemente na fatura de energia elétrica. É possível ver na Tabela 9, que o

sistema não foi dimensionado para acumular créditos. Nas simulações realizadas o aumento da

capacidade de geração e o consequente acumulo de créditos não resultaram em aumento na

economia anual da fatura de energia elétrica.

Tabela 9 – Contabilização da energia elétrica (geração FV e consumo em momentos distintos)

Mês

Consumo mensal (com

coletor solar)

[kWh/mês]

Geração mensal do

SFCR [kWh/mês]

Líquido no mês [kWh]

Créditos [kWh]

Créditos Acumul. [kWh]

Créditos líquidos [kWh]

Consumo mínimo a ser pago

[kWh]

Ago./2014 111,2 92,61 18,59 0 0 18,59 50

Set./2014 98,2 79,54 18,66 0 0 18,66 50

Out./2014 91,2 80,17 11,03 0 0 11,03 50

Nov./2014 125,2 76,07 49,13 0 0 49,13 50

Dez./2014 121,2 77,02 44,18 0 0 44,18 50

Jan./2015 107,2 77,02 30,18 0 0 30,18 50




Fev./2015 123,2 76,07 47,13 0 0 47,13 50

Mar./2015 91,2 80,48 10,72 0 0 10,72 50

Abr./2015 107,2 81,59 25,62 0 0 25,62 50

Maio/2015 131,2 84,58 46,62 0 0 46,62 50

Junho/2015 110,2 83,00 27,20 0 0 27,20 50

Julho/2015 99,2 90,25 8,95 0 0 8,95 50

TOTAL ANUAL

1316,4 978,4 338,01 0 0 338,01 -

Dentre os cenários descritos anteriormente, o pior caso é quando a geração ocorre em momento

distinto ao do consumo. Pela Tabela 10, fica mais fácil de perceber isso, a segunda coluna

representa o quanto deve ser pago à distribuidora de energia, ou seja, para esse caso o consumo

mínimo, já que a energia líquida no mês ficou abaixo de 50 kWh. Sobre esse valor não incide

impostos. Já na terceira coluna, está contabilizado o consumo mais os impostos, menos a tarifa,

pois a tarifa já está inclusa na primeira coluna. A quarta coluna é a soma da tarifa mais os

impostos, ou seja, o total que deve ser pago por quem é microgerador. Na quinta coluna

encontra-se o valor que seria pago caso não seja instalado sistema de aproveitamento da energia

solar, conforme proposto neste trabalho.

Tabela 10 – Economia anual de energia (geração FV e consumo acontecem em momentos distintos)

Pior cenário - a geração se deu em momento distinto do consumo

Mês Valor a pagar para a

concessionária Imposto a pagar

Total a pagar com a energia solar

Valor a pagar sem energia solar

Ago./2014 R$ 21,92 R$ 15,94 R$ 37,86 R$ 173,97

Set./2014 R$ 21,92 R$ 14,08 R$ 36,00 R$ 164,10

Out./2014 R$ 21,92 R$ 13,08 R$ 34,99 R$ 158,78

Nov./2014 R$ 21,92 R$ 17,95 R$ 39,87 R$ 184,60

Dez./2014 R$ 21,92 R$ 17,38 R$ 39,29 R$ 181,57

Jan./2015 R$ 21,92 R$ 15,37 R$ 37,29 R$ 170,93

Fev./2015 R$ 21,92 R$ 17,67 R$ 39,58 R$ 183,08

Mar./2015 R$ 21,92 R$ 13,08 R$ 34,99 R$ 158,78

Abr./2015 R$ 21,92 R$ 15,37 R$ 37,29 R$ 170,93

Maio/2015 R$ 21,92 R$ 18,81 R$ 40,73 R$ 189,16

Junho/2015 R$ 21,92 R$ 15,80 R$ 37,72 R$ 173,21

Julho/2015 R$ 21,92 R$ 14,22 R$ 36,14 R$ 164,86

Total Anual R$ 262,99 R$ 188,76 R$ 451,74 R$ 2.073,97

Economia Anual R$ 1.622,23

No orçamento do SFCR, foi solicitado às lojas especializadas que enviassem orçamentos de um

sistema fotovoltaico conectado à rede completo, com potência de 0,75kWp, incluindo mão-de-

obra e material. Devido à disponibilidade no mercado a maioria das empresas não possuía

inversores com potência nominal abaixo de 1,3 kWp. Por isso, optou-se por utilizar para esse




estudo os microinversores, que são instalados um para cada placa fotovoltaica. A vantagem

desse sistema é que ele permite que a geração seja dividida entre a fases e também permite

expansões mais fáceis do sistema, em caso de aumento de demanda. A Tabela 11 apresenta os

custos relacionados à implantação do SFCR.

Tabela 11 – Custos de instalação do SFCR

Componentes do sistema Quantidade Valor [R$]

Painel fotovoltaico 250W 3 R$ 2.550,00

Microinversor 260W 3 R$ 5.100,00

Material para instalação no telhado 1 R$ 1.500,00

Projeto + Serviço de instalação 1 R$ 3.500,00

TOTAL R$ 12.650,00

Depois de definido o custo total para implantação do sistema fez-se a análise econômica da

implantação simultânea dos sistemas de aproveitamento da energia solar (coletor solar e SFCR).

Para se chegar ao custo presente líquido da economia que os dois sistemas proporcionarão,

levou-se em consideração que a vida útil do coletor solar por ser menor que a do SFCR, teve-

se que se efetuar uma reposição de equipamentos no 16º ano. O valor obtido foi baseado na

economia de energia proporcionada pelos dois sistemas descontados os investimentos iniciais

e os custos de reposição dos equipamentos. Tanto os fabricantes dos painéis fotovoltaicos

quanto dos inversores garantiram uma vida útil de 25 anos, não havendo, portanto, necessidade

de reposição destes.

Analisando os valores obtidos para o custo unitário de geração, é possível perceber que o

investimento nos dois sistemas é viável e, apresenta o menor custo unitário de geração

observado neste estudo, como pode ser visto na Tabela 12.

Tabela 12 – Análise do custo unitário de geração entre as três alternativas propostas

Variável/Parâmetro Rede da

concessionária Coletor solar

Coletor solar + SFCR

Investimento inicial R$ - -R$ 3.160,00 -R$ 15.810,00

Custo de reposição de equipamentos R$ - -R$ 2.100,00 -R$ 2.100,00

Custo/Economia anual de energia elétrica -R$ 2.073,97 R$ 973,37 R$ 1.622,23

Custo presente líquido R$ 30.753,31 R$ 10.234,95 R$ 7.206,38

Energia total consum./economim./ger. 64.950 kWh 32.040 kWh 56.500 kWh

Custo unitário de geração R$ 0,4735 R$ 0,3194 R$ 0,1275

Utilizando o Pay Back Descontando, fez-se os cálculos para o tempo de retorno que tal

investimento traria. Dividindo-se o valor encontrado no último ano negativo pelo, valor do

capital descontado do ano seguinte, somado ao ano do último valor acumulado negativo obtém-

se o tempo de retorno do investimento e chegou-se a 12,37 anos, como mostra a Tabela 13. É

um tempo de retorno relativamente alto, porém dentro da vida útil dos equipamentos.




Tabela 13 – Análise de Pay Back Descontado para o cenário 3

Ano Capital Capital descontado Acumulado

0 -R$ 15.810,00 -R$ 15.810,00 -R$ 15.810,00

1 R$ 1.622,23 R$ 1.622,23 -R$ 14.187,77

2 R$ 1.622,23 R$ 1.552,37 -R$ 12.635,40

3 R$ 1.622,23 R$ 1.485,52 -R$ 11.149,87

4 R$ 1.622,23 R$ 1.421,55 -R$ 9.728,32

5 R$ 1.622,23 R$ 1.360,34 -R$ 8.367,98

6 R$ 1.622,23 R$ 1.301,76 -R$ 7.066,22

7 R$ 1.622,23 R$ 1.245,70 -R$ 5.820,51

8 R$ 1.622,23 R$ 1.192,06 -R$ 4.628,45

9 R$ 1.622,23 R$ 1.140,73 -R$ 3.487,72

10 R$ 1.622,23 R$ 1.091,61 -R$ 2.396,12

11 R$ 1.622,23 R$ 1.044,60 -R$ 1.351,52

12 R$ 1.622,23 R$ 999,62 -R$ 351,90

13 R$ 1.622,23 R$ 956,57 R$ 604,67

14 R$ 1.622,23 R$ 915,38 R$ 1.520,05




15 R$ 1.622,23 R$ 875,96 R$ 2.396,01

16 R$ 1.622,23 -R$ 200,15 R$ 2.195,86

17 R$ 1.622,23 R$ 802,14 R$ 2.998,00

18 R$ 1.622,23 R$ 767,60 R$ 3.765,60

19 R$ 1.622,23 R$ 734,55 R$ 4.500,15

20 R$ 1.622,23 R$ 702,92 R$ 5.203,07

21 R$ 1.622,23 R$ 672,65 R$ 5.875,71

22 R$ 1.622,23 R$ 643,68 R$ 6.519,39

23 R$ 1.622,23 R$ 615,96 R$ 7.135,36

24 R$ 1.622,23 R$ 589,44 R$ 7.724,79

25 R$ 1.622,23 R$ 564,06 R$ 8.288,85

5. Conclusão

A crise energética atual mostra que o governo precisa investir na diversificação da matriz

energética nacional para diminuir a dependência das usinas hidrelétricas, que ao menor período

de regimes hidrológicos ruins não consegue suprir a demanda nacional. Atualmente, quando

isso acontece, são acionadas usinas termoelétricas, que tem um custo de operação muito alto se

comparado ao das usinas hidrelétricas.

Uma alternativa seria oferecer incentivos à energia solar, seja para geração de calor, seja para

geração de eletricidade, principalmente no segmento residencial, que corresponde a 21,2% da

demanda brasileira por energia elétrica, segundo o último balanço energético (EPE, 2015).

Os resultados do presente estudo mostram que investir em energia solar, seja apenas para

aproveitamento de calor (substituição dos chuveiros elétrico) ou de calor e luminosidade

(instalação de coletores solares e sistema fotovoltaico) simultaneamente, é um bom

investimento, tanto para quem investe quanto para o sistema elétrico nacional, pois diminui o

pico de demanda provocado pelo acionamento simultâneo dos chuveiros elétricos das

residências com a iluminação pública.

No caso analisado, a economia anual com a instalação desses sistemas de aproveitamento da

energia solar, simultaneamente, gerou uma economia anual em torno de 78%, na fatura de

energia elétrica. Com os investimentos feitos para se obter essa economia, levando-se em

consideração a vida útil dos equipamentos e a taxa de inflação (previsão oficial do governo),

obteve-se um tempo de retorno de pouco mais de 12 anos.

Além do mais as análises foram feitas baseadas em uma previsão de inflação feita pelo governo

federal que quase sempre é extrapolada, e a conta de energia sempre aumenta acima desses

patamares, o que certamente contribui para diminuir o tempo de retorno dos investimentos.

O maior problema verificado ainda é o alto custo para aquisição inicial dos equipamentos. A

maioria dos brasileiros não tem todo esse montante disponível, precisando recorrer a

financiamentos bancários, o que pode prejudicar o tempo de retorno, ou até mesmo inviabilizar

os investimentos, caso as taxas de juros aplicadas sejam muito altas. Para consumidores que

possuem dinheiro em aplicações financeiras, como a poupança por exemplo, e querem fazer o

uso desse tipo de sistema, deve-se avaliar, juntamente a um especialista, se os ganhos obtidos

com a economia de energia, descontados os investimentos, são mais satisfatórios do que deixar




o dinheiro aplicado nesses investimentos.

Outra possibilidade seria a criação de linhas de créditos especiais, pelos bancos públicos, para

financiar esse tipo de empreendimento, tendo em vista que além de contribuir para o meio

ambiente, a economia de energia gerada diminuiria a necessidade de investimento em usinas

hidrelétricas, que estão sendo construídas cada vez mais longe dos grandes centros de carga.

Referências Bibliográficas

ANDRADE, Reginaldo Alves de. Análise de viabilidade técnico-econômica da implantação

de sistema híbrido solar fotovoltaico – Biomassa conectado à rede de energia elétrica.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás (IFG). Goiânia, 2014.

AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA (ANEEL). disponível em:

<http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/capacidadebrasil.cfm>. Acesso em: 10

de julho de 2015.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 15569:2008 -

Sistema de aquecimento solar de água em circuito direto – Projeto e instalação. 2008.

BANCO CENTRAL DO BRASIL (BCB). Relatório de Inflação, Junho 2015, Volume 17,

Número 2. 2015. Disponível em:

<http://www.bcb.gov.br/htms/relinf/port/2015/06/ri201506P.pdf >. Acesso em: 05 de agosto

de 2015.

BANCO CENTRAL DO BRASIL (BCB). Resolução nº 4.345, de 25 de junho de 2014. 2014.

Disponível em: <http://www.bcb.gov.br/pre/normativos/res/2014/pdf/res_4345_v1_O.pdf>.

Acesso em: 05 de agosto de 2015.

BRASIL. Lei nº 12.783, de Janeiro de 2013. 2013. Disponível em: <

http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2011-2014/2013/lei/L12783.htm>. Acesso em 22 de

dezembro de 2015.

CENTRO DE REFERÊNCIA PARA ENERGIA SOLAR E EÓLICA SÉRGIO BRITO

(CRESESB). <http://www.cresesb.cepel.br/sundata/index.php#sundata>. Acesso em: 18 de

julho de 2015.

CENTRO DE REFERÊNCIA PARA ENERGIA SOLAR E EÓLICA SÉRGIO BRITO

(CRESESB). Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos, Grupo de Trabalho de

Energia Solar – GTES, CEPEL-DTE-CRESESB. Edição Revisada e Atualizada. PRC-

PRODEEM, 2014.

EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA (EPE). Balanço Energético Nacional

http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/capacidadebrasil.cfm

http://www.bcb.gov.br/htms/relinf/port/2015/06/ri201506P.pdf

http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2011-2014/2013/lei/L12783.htm

http://www.cresesb.cepel.br/sundata/index.php#sundata




2015 (BEN), Relatório Síntese, Ano Base 2014. Brasil, 2015. Disponível em:

<http://www.epe.gov.br>. Acesso em: 14 de julho de 2015.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). Disponível em: <

http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/cartografia/default_territ_area.shtm>. Acesso em:

18 de julho de 2015.

INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, QUALIDADE E TECNOLOGIA

(INMETRO). Programa Brasileiro de Etiquetagem – Sistemas e Equipamentos para

Aquecimento Solar de Água – Coletores Solares. 2015. Disponível em:

<http://www.inmetro.gov.br/consumidor/pbe/coletores-solares.asp>. Acesso em: 21 de julho

de 2015.

NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION (NASA). Disponível em:

<http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Earth&Display=Facts&System=Met

ric>. Acesso em: 18 de julho de 2015.

PEREIRA, E., et al. Atlas Brasileiro de Energia Solar. DMA, CPTEC, INPE, MCT. 1. ed.

São José dos Campos, SP. 2006.

PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA (PROCEL).

Avaliação do Mercado de Eficiência Energética no Brasil – Pesquisa de

Posse de Equipamentos e Hábitos de Uso – Ano Base 2005 – Classe Residencial

Relatório Brasil. 2007.

TANCREDI, Márcio e Abbud, Omar. Por que o Brasil está trocando as hidrelétricas e seus

reservatórios por energia mais cara e poluente?, Texto para Discussão nº 128 do Núcleo de

Estudos e Pesquisas do Senado. Brasília, DF. maio/2013, disponível em:

<http://www12.senado.gov.br/publicacoes/estudos-legislativos/tipos-de-estudos/textos-para-

discussao/td-128-por-que-o-brasil-esta-trocando-as-hidreletricas-e-seus-reservatorios-por-

energia-mais-cara-e-poluente>. Acesso em: 09 de julho de 2015.

TIBA, C., et al. Atlas Solarimétrico do Brasil: Banco de Dados Solarimétricos.

UFPE/CHESF, MME – ELETROBRÁS – CEPEL/CRESESB. 2000. Disponível em:

<http://www.cresesb.cepel.br>. Acesso em: 18 de julho de 2015.

VILLALVA, Marcelo Grandella e GAZOLI, Jonas Rafael. Energia Solar Fotovoltaica,

Conceitos e Aplicações. Sistemas Isolados e Conectados à Rede. Editora Érica. São Paulo,

SP. 2012.

http://www.epe.gov.br/

http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/cartografia/default_territ_area.shtm

http://www.inmetro.gov.br/consumidor/pbe/coletores-solares.asp

http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Earth&Display=Facts&System=Metric

http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Earth&Display=Facts&System=Metric

http://www12.senado.gov.br/publicacoes/estudos-legislativos/tipos-de-estudos/textos-para-discussao/td-128-por-que-o-brasil-esta-trocando-as-hidreletricas-e-seus-reservatorios-por-energia-mais-cara-e-poluente



http://www.cresesb.cepel.br/

Estudo de viabilidade técnica e econômica do uso de energia … dimensionados conforme as...

Documents

Transcript of Estudo de viabilidade técnica e econômica do uso de energia … dimensionados conforme as...