Modelodesimulaçãoeanálisedeimplantaçãoda...

SENAI CIMATEC

PROGRAMA DE POacuteS-GRADUACcedilAtildeO EM MODELAGEM

COMPUTACIONAL E TECNOLOGIA INDUSTRIAL

Mestrado em Modelagem Computacional e Tecnologia Industrial

Dissertaccedilatildeo de Mestrado

Modelo de simulaccedilatildeo e anaacutelise de implantaccedilatildeo dageraccedilatildeo fotovoltaica nas instalaccedilotildees de um centro de

pesquisa Uma abordagem segundo a RN No 6872015

Apresentada por Thiago da Paz CaldasOrientador Profo Dr Alex Aacutelisson Bandeira Santos

Outubro de 2017

Thiago da Paz Caldas

Modelo de simulaccedilatildeo e anaacutelise de implantaccedilatildeo da

geraccedilatildeo fotovoltaica nas instalaccedilotildees de um centro de


Dissertaccedilatildeo de Mestrado apresentado ao Programa de Poacutes-gra-duaccedilatildeo em Modelagem Computacional e Tecnologia IndustrialCurso de Mestrado em Modelagem Computacional e TecnologiaIndustrial do SENAI CIMATEC como requisito parcial para aobtenccedilatildeo do tiacutetulo de Mestre em Modelagem Computacio-nal e Tecnologia Industrial

Aacuterea de conhecimento Interdisciplinar

Orientador Profo Dr Alex Aacutelisson Bandeira SantosSENAI CIMATEC

SalvadorSENAI CIMATEC

2017

NDI - 09

C145m Caldas Thiago da Paz

Modelo de simulaccedilatildeo e anaacutelise de implantaccedilatildeo da geraccedilatildeo fotovoltaica nas instalaccedilotildees de um centro de pesquisa uma abordagem segundo a RN nordm 6872015 Thiago da Paz Caldas ndash Salvador 2017

132 f il color

Orientador Prof Dr Alex Aacutelisson Bandeira Santos Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Modelagem Computacional e Tecnologia Industrial) ndash

Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo Centro Universitaacuterio SENAI CIMATEC Salvador 2017 Inclui referecircncias 1 Minigeraccedilatildeo 2 RN 6872015 3 Simulaccedilatildeo de Monte Carlo 4 Sistemas

fotovoltaicos 5 Viabilidade financeira I Centro Universitaacuterio SENAI CIMATEC II Santos Alex Aacutelisson Bandeira III Tiacutetulo

CDD 0051

Ficha catalograacutefica elaborada pelo Centro Universitaacuterio SENAI CIMATEC

SENAI CIMATECPrograma de Poacutes-graduaccedilatildeo em Modelagem Computacional e Tecnologia Industrial


A Banca Examinadora constituiacuteda pelos professores abaixo listados leram e recomendam

a aprovaccedilatildeo do Dissertaccedilatildeo de Mestrado intitulada ldquoModelo de simulaccedilatildeo e anaacutelise

de implantaccedilatildeo da geraccedilatildeo fotovoltaica nas instalaccedilotildees de um centro de pesquisa

Uma abordagem segundo a RN No 6872015 apresentada no dia 05 de Outubro de

2017 como requisito parcial para a obtenccedilatildeo do tiacutetulo de Mestre em Modelagem

Computacional e Tecnologia Industrial

OrientadorProfo Dr Alex Aacutelisson Bandeira Santos

SENAI CIMATEC

Membro externo da BancaProfo Dr Francisco Uchoa Passos

SENAI CIMATEC

Membro externo da BancaProfo Dr Osvaldo Livio Soliano Pereira

UFBA

Agradecimentos

A Deus por todas as becircnccedilatildeos alcanccediladas pela forccedila e pela luz em meu caminho meajudando a superar todos os desafios dessa trajetoacuteria acadecircmica

Aos meus pais Tacircnia Maria Valdemir Caldas e minha esposa Mariana Caldas pelocarinho amor e apoio incondicionais que foram essenciais pra vencer mais essa etapa

Ao meu orientador Prof Dr Alex Aacutelisson Bandeira Santos pela atenccedilatildeo paciecircn-cia acolhimento estiacutemulo e contribuiccedilotildees para a concretizaccedilatildeo dos objetivos crescimentoprofissional e amadurecimento cientiacutefico

Aos colegas da turma pelo compartilhamento de saberes e reflexotildees

Aos meus amigos e demais familiares em especial meu tio Osvaldo da Paz que sempreestiveram ao meu lado e portanto foram importantes nessa nova conquista

Enfim meus sinceros agradecimentos a todos que de alguma forma contribuiacuteram paraa realizaccedilatildeo da minha dissertaccedilatildeo de mestrado

Salvador Brasil Thiago da Paz Caldas05 de Outubro de 2017

Resumo

A necessidade de se diversificar a matriz energeacutetica mundial contribui para a implantaccedilatildeode fontes renovaacuteveis de energia fator este que estimula a instalaccedilatildeo de sistemas fotovol-taicos e a formaccedilatildeo de recursos humanos com conhecimento baacutesico nessa aacuterea oferecendoalternativas que contribuam para o equiliacutebrio do meio ambiente Para dar iniacutecio a im-plantaccedilatildeo de um sistema de geraccedilatildeo de energia utilizando fonte solar eacute importante avaliara estimativa de energia eleacutetrica que seraacute produzida pelo sistema atraveacutes de dados solari-meacutetrico levantamento do consumo de energia eleacutetrica do cliente e seu contrato tarifaacuterioorientaccedilatildeo adequada dos paineacuteis custo da tarifa de energia eleacutetrica junto a distribuidoralocal regiatildeo adequada para instalaccedilatildeo do sistema nuacutemero de paineacuteis fotovoltaicos nuacute-mero de inversores e determinaccedilatildeo dos circuitos de proteccedilatildeo Aleacutem disso observar oscustos relacionados ao projeto e o tempo de retorno do investimento que varia de acordocom o sistema a ser aplicado tendendo a ser suscetiacutevel a mudanccedilas bruscas devido prin-cipalmente agraves legislaccedilotildees incentivos tributaacuterios por parte do governo e variaccedilotildees no preccedilodos equipamentos dos sistemas e das tarifas de energia O objetivo desta dissertaccedilatildeo eacuteanalisar a viabilidade econocircmica de um sistema fotovoltaico conectado agrave rede instalado emum centro de pesquisa atraveacutes de meacutetodos como o Valor Presente Liacutequido (VPL) a TaxaInterna de Retorno (TIR) e o payback de forma determiniacutestica e probabiliacutestica aplicadoa partir do potencial de geraccedilatildeo disponiacutevel na regiatildeo da cidade de Salvador-Ba fazendoreferecircncia aos padrotildees da resoluccedilatildeo normativa da ANEEL No 4822012 e No 6872015que regulamentam a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica atraveacutes de fontes renovaacuteveis Entretantoexistem condiccedilotildees de incertezas na economia e na implantaccedilatildeo da tecnologia que podemprovocar uma decisatildeo precipitada Com o meacutetodo de Monte Carlo foi possiacutevel constatar ainviabilidade do projeto atraveacutes de dados imprevisiacuteveis na avaliaccedilatildeo do investimento realutilizando distribuiccedilatildeo de probabilidades

Palavras-chave Sistemas fotovoltaicos minigeraccedilatildeo viabilidade financeira Simulaccedilatildeode Monte Carlo RN No 6872015

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Abstract

The need to diversify the world energy matrix contributes to the Of renewable energysources a factor that encourages the installation of photovoltaic And the training of hu-man resources with basic knowledge in this area offering Alternatives that contribute tothe balance of the environment In order to initiate Planting of a power generation systemusing a solar source it is important to evaluate the estimated electric energy that will beproduced by the system through solarimetric data surveying the customerrsquos electricityconsumption and its tariff contract adequate orientation of the panels cost of Electricpower tariff with local distributor suitable region for installation of the system numberof photovoltaic panels number of inverters and determination of protection circuits Inaddition to observe the costs related to the project and the time of return of the in-vestment that varies according to the system to be applied tending to be susceptibleto sudden changes mainly due to the legislation tax incentives by the government andchanges in the price of Systems and energy tariffs The purpose of this dissertation isto To analyze the economic viability of a grid connected photovoltaic system installed ina research center through methods such as Net Present Value (NPV) Internal Rate ofReturn (IRR) and payback in a deterministic and probabilistic way applied from Of theavailable generation potential in the region of Salvador-Ba making reference to the stan-dards of the ANEEL normative resolution No 4822012 and No 6872015 that regulate thegeneration of electric energy through renewable sources However there are conditions ofuncertainties in the economy and in the implementation of the technology that can leadto a hasty decision With the Monte Carlo method it was possible to verify the unfeasi-bility of the project through unpredictable data in the evaluation of the real investmentusing probability distribution Keywords Photovoltaic systems Minigeration Financialfeasibility Simulation of Monte Carlo RN No 6872015

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Sumaacuterio

1 Introduccedilatildeo 111 Definiccedilatildeo do problema 512 Objetivo Geral 513 Objetivos especiacuteficos 514 Importacircncia da pesquisa 515 Motivaccedilatildeo 616 Limites e limitaccedilotildees 617 Questotildees e pressuposto 718 Aspectos metodoloacutegicos 719 Organizaccedilatildeo da Dissertaccedilatildeo de Mestrado 8

2 Fundamentaccedilatildeo teoacuterica 1021 Histoacuterico da geraccedilatildeo fotovoltaica 1022 Energia solar 1123 Potencial solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica 1224 Caracteriacutestica solar do Brasil 1325 Caracteriacutesticas baacutesicas dos paineacuteis solares 1626 Sistemas fotovoltaicos conectados agrave rede 1927 Geraccedilatildeo distribuiacuteda 2128 Regulamentaccedilotildees da ANEEL No 4822012 e No 6872015 2429 Tributos associados a geraccedilatildeo distribuiacuteda 28210 Sistemas de Tarifaccedilatildeo 30

2101 Dual Metering 302102 Feed-in tariff 302103 Net Metering 332104 Leilatildeo de energia 35

211 Paridade Tarifaacuteria 36212 Revisatildeo da literatura 37

3 Materiais e Meacutetodos 4131 Modelo inicial 41

311 Definiccedilatildeo do local a ser instalado 42312 Levantamento solarimeacutetrico da regiatildeo 43

32 Dimensionamento do sistema fotovoltaico 45321 Escolha dos paineis 45322 Escolha dos inversores 46323 Custo geral do projeto 47

33 Estimativa da energia produzida pelo SFCR 4934 Validaccedilatildeo da energia gerada atraveacutes do PVsyst 5235 Determinaccedilatildeo do custo da energia gerada pelo SFCR 5436 Tarifa de energia eleacutetrica 5537 Modelo de anaacutelise da viabilidade econocircmica 57

371 Ferramentas econocircmicas 58372 Fluxo de caixa 61

38 Simulaccedilatildeo e Modelagem 62

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SUMAacuteRIO SUMAacuteRIO

381 Modelo estocaacutestico 63382 A Simulaccedilatildeo de Monte Carlo 64383 Aplicaccedilatildeo da Simulaccedilatildeo de Monte Carlo no modelo econocircmico 64384 Elementos da simulaccedilatildeo de Monte Carlo 65385 As incertezas do projeto 67386 Modelagem com Monte Carlo 67387 Construccedilatildeo do modelo no Crystal Ball 70

4 Resultados e discussotildees 7241 Curva de carga do centro de pesquisa 7242 Custo unitaacuterio da geraccedilatildeo FV 7343 Anaacutelise dos modelos de incentivo atraveacutes do VPL TIR e Payback 7444 Resultado do Payback Simples a custos variados 7545 Reduccedilatildeo do consumo de energia eleacutetrica apoacutes instalaccedilatildeo do SFCR 7646 Resultado determiniacutestico sem recontrataccedilatildeo de demanda 7847 Resultado determiniacutestico com recontrataccedilatildeo de demanda 8248 Simulaccedilatildeo de Monte Carlo para anaacutelise de viabilidade econocircmica 86

481 Caacutelculo probabiliacutestico do VPL TIR e Payback 86482 Resultados nos modelos Net Metering e Feed-in Tariff 87483 Anaacutelise de sensibilidade 91

49 Discussatildeo dos resultados 93

5 Conclusotildees 9551 Conclusotildees 9552 Atividade futuras de pesquisa 96

A Simulaccedilatildeo do sistema de 21 MWp 107

B Simulaccedilatildeo do sistema de 50 MWp 110

C Resoluccedilatildeo Normativa No 6872015 113

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Lista de Tabelas

21 Lista com algumas das vantagens da tecnologia fotovoltaica 2022 Lista com algumas das desvantagens da tecnologia fotovoltaica 2023 Documentaccedilatildeo necessaacuteria para o pedido de conexatildeo com a rede da distri-

buidora 2524 Incentivos para implantaccedilatildeo de geraccedilatildeo distribuiacuteda em alguns paiacuteses 3125 Referecircncias internacionais de preccedilo de energia fotovoltaica 35

31 Dados da irradiaccedilatildeo global horizontal diaacuteria meacutedia da regiatildeo de Salvador[kWhm2dia] 45

32 Dados teacutecnicos do painel fotovoltaico 4633 Dados teacutecnicos do inversor 4734 Perspectiva internacional de longo prazo para queda dos custos de instala-

ccedilatildeo dos sistemas FV (USDkWp) 4835 Trajetoacuteria de reduccedilatildeo de custos (R$kWp) 4836 Tabela de tarifa e preccedilo final de energia eleacutetrica de dezembro2016 para

consumidores horo-sazonal - Verde A4 (23 a 25 kV) 5637 Dados relacionados ao custo do SFCR para simulaccedilatildeo 6938 Dados do Reajuste anual da tarifa para simulaccedilatildeo no modelo Net Metering 6939 Dados do Reajuste da Tarifa para simulaccedilatildeo no modelo FiT 69310 Dados da taxa de desconto para simulaccedilatildeo 69

41 Paracircmetros iniciais definidos para caacutelculo 7242 Comparativo do custo da geraccedilatildeo FV para o centro de pesquisa com o kWh

fornecido pela rede 7443 Informaccedilotildees sobre o custo de implantaccedilatildeo do SFCR de acordo com o preccedilo

do Wp encontrado na literatura 7544 Contribuiccedilatildeo da geraccedilatildeo fotovoltaica com diferentes sistemas em relaccedilatildeo ao

consumo energeacutetico do centro de pesquisa 7745 Fluxo de caixa do net metering sem considerar recontrataccedilatildeo de demanda 8046 Fluxo de caixa do FiT sem considerar recontrataccedilatildeo de demanda 8147 Custo da demanda contratada atual e exigida no primeiro ano 8348 Fluxo de caixa considerando recontrataccedilatildeo de demanda no modelo net me-

tering 8449 Fluxo de caixa considerando recontrataccedilatildeo de demanda no modelo FiT 85410 Comparaccedilatildeo dos resultados determiniacutesticos em funccedilatildeo da demanda e mo-

delo de incentivo a geraccedilatildeo distribuiacuteda 86411 Dados importantes da simulaccedilatildeo VPL Net Metering 88412 Resultados probabiliacutesticos utilizando Monte Carlo 91

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Lista de Figuras

11 Capacidade global de energia FV 212 Maiores produtores de energia FV no mundo em 2015 313 Matriz Energeacutetica do Brasil 4

21 Extrato da patente da primeira ceacutelula solar registada em Marccedilo de 1954por DM Chapin e colaboradores do Bell Laboratories 10

22 Representaccedilatildeo de um circuito ideal da ceacutelula fotovoltaica 1123 Tipos de radiaccedilatildeo solar que incidem sobre o painel solar 1224 Dados de radiaccedilatildeo solar diaacuteria e meacutedias mensais para diversas localidades

do mundo 1325 Meacutedia anual da irradiaccedilatildeo global horizontal diaacuteria 1426 Irradiaccedilatildeo solar por regiatildeo 1527 Esquema de funcionamento de uma ceacutelula fotovoltaica 1628 Esquema da estrutura atocircmica de um material monocristalino policrista-

lino e filme fino 1729 Imagens de diferentes tipos de moacutedulos fotovoltaicos 18210 Estrutura de um sistema fotovoltaico conectado agrave rede 19211 Projeccedilatildeo da geraccedilatildeo distribuiacuteda fotovoltaica no Brasil por setores ateacute 2050 21212 Geraccedilatildeo centralizada e distribuiacuteda 22213 Expansatildeo da geraccedilatildeo distribuiacuteda 22214 Nuacutemero de conexotildees por tipo 23215 Potecircncia instalada por fonte 23216 Procedimentos e prazos para conexatildeo 27217 Consumo de acordo com classes 27218 Esquema FiT 32219 Esquema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica 34220 Evoluccedilatildeo da viabilidade tarifaacuteria 36221 Paridade tarifaacuteria e viabilizaccedilatildeo de mercado 37

31 Estrutura da pesquisa 4132 Edificaccedilatildeo onde seraacute implantado o sistema fotovoltaico 4333 Dados da irradiaccedilatildeo solar na Bahia 4334 Graacutefico comparativo da irradiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedia da regiatildeo de Salvador

[kWhm2dia] por diferentes oacutergatildeos 4435 Divisatildeo dos custos de um projeto fotovoltaico 4836 Meacutedia nacional do custo unitaacuterio 4937 Inclinaccedilatildeo e orientaccedilatildeo para simulaccedilatildeo 5238 Percuso do sol e regiatildeo sem incidecircncia solar nos moacutedulos 5339 Comparaccedilatildeo da energia gerada entre os resultados do PVsist e valores cal-

culados 53310 Evoluccedilatildeo do preccedilo das tarifas de energia eleacutetrica no Brasil 56311 Queda de preccedilo da energia solar ao longo dos anos 57312 Payback em diferentes capitais brasileiras 60313 Formas de estudo de um sistema 62314 Demonstraccedilatildeo de uma simples modelagem 63

vi

LISTA DE FIGURAS LISTA DE FIGURAS

315 Estrutura da simulaccedilatildeo de Monte Carlo 66316 Algoritmo para aplicaccedilatildeo da simulaccedilatildeo de Monte Carlo 68317 Tela inicial do crystal ball 70318 Exemplo de entrada de dados na distribuiccedilatildeo normal 71319 Simulaccedilatildeo no Crystal Ball 71

41 Consumo ativo anual fora da ponta do centro de pesquisa em diferentesmeses do ano 73

42 Tempo de retorno do investimento 7643 Graacutefico do resultado da comparaccedilatildeo entre energia gerada por diferentes

sistemas e o consumo mensal do centro de pesquisa 7844 payback sem recontrataccedilatildeo de demanda no modelo net metering 8045 payback sem recontrataccedilatildeo de demanda no modelo FiT 8146 Demanda medida e contratada durante 2015 e 2016 8347 Tempo de retorno do investimento segundo modelo net metering conside-

rando recontrataccedilatildeo da demanda 8448 Tempo de retorno do investimento segundo modelo FiT considerando re-

contrataccedilatildeo da demanda 8549 Resultado do VPL Net Metering 87410 VPL considerando o sistema feed-in tariff 89411 TIR considerando o sistema net metering 89412 TIR considerando o sistema feed-in tariff 90413 Payback considerando o sistema net metering 90414 Payback considerando o sistema feed-in tariff 91415 Sensibilidade do valor presente liacutequido 92416 Sensibilidade da TIR 93417 Sensibilidade do Payback 93418 Resultados dopayback em diferentes cenaacuterios 94

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Lista de Siglas

ABINEE Associaccedilatildeo Brasileira de Induacutestrias Eleacutetricas e EletrocircnicasAFV Aacuterea do gerador fotovoltaicoANEEL Agecircncia Nacional de Energia EleacutetricaBIG Banco de Informaccedilatildeo de GeraccedilatildeoBoS Balance of the SystemCBIC Cacircmara Brasileira da Induacutestria da ConstruccedilatildeoCC Corrente ContiacutenuaCELPA Centrais Eleacutetricas do ParaacuteCELTINS Companhia de Energia Eleacutetrica do Estado do TocantinsCEMAT Centrais Eleacutetricas MatogrossensesCEPEL Centro de Pesquisa de Energia EleacutetricaCHESF Companhia Hidroeleacutetrica do Satildeo FranciscoCIP Contribuiccedilatildeo de Iluminaccedilatildeo PuacuteblicaCOFINS Conselho Nacional de Poliacutetica FazendaacuteriaCONFAZ Contribuiccedilatildeo para Financiamento da Seguridade SocialCRESESB Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio de Salvo BritoEAC Energia produzida anual pelo sistemaEG Energia geradaELETROACRE Companhia de Eletricidade do AcreELETROBRAS Centrais Eleacutetricas Brasileiras SAEPE Empresa de Pesquisa EnergeacuteticaEUA Estados Unidos da AmeacutericaFC Fator de CapacidadeFERC Federal Energy Regulatory Com-missionFGTS Fundo de Garantia do Tempo de ServiccediloFiT Feed in TariffFP Fora de PontaFPE Fundo de Participaccedilatildeodos EstadosFPM Fundo de Participaccedilatildeo dos MuniciacutepiosFS Fator de SombreamentoFV Fotovoltaica(o)G Irradiacircncia SolarGC Geraccedilatildeo CentralizadaGD Geraccedilatildeo DistribuidaGW GigawattHDIF Irradiaccedilatildeo Difusa HorizontalHDIR Irradiaccedilatildeo Direta NormalHeq Horas de sol equivalenteHHOR Irradiaccedilatildeo Global HorizontalICMS Imposto de Circulaccedilatildeo de Mercadoria e ServiccedilosINMET Instituto Nacional de MeteorologiaINPE Instituto Nacional de Pesquisas EspaciaisIrr Irradiaccedilatildeo anual que incide nos moacuteduloskVar Kilo Volt ampeacutere reativokVarh Kilo Volt ampeacutere reativo horakWh Kilowatt hora

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kWp Kilowatt picoLCOE Levelized Cost of EnergyLER Leilatildeo de Energia ReservaMPP Maacuteximo Ponto de PotecircnciaMPPT Maximum Power Point TrackerMUSD Montante de Uso do Sistema de DistribuiccedilatildeoMW Mega WattMWh Megawatt horaNASA National Aeronautics and Space AdministrationNP Na PontaNR Norma RegulamentadoraNREL National Renewable Energy LaboratoryNtRand Numerical Technologies Random GeneratorOampM Operaccedilatildeo e ManutenccedilatildeoPD Payback DescontadoPFV Potecircncia instalada totalPIS Programa de Integraccedilatildeo SocialPR Performace RatioPRODIST Procedimentos de DistribuiccedilatildeoPROINFA Programa de Incentivo agraves Fontes Alternativas de Energia Eleacutetrica)PURPA Public Utilities Regulatory Policy ActR$ Real BrasileiroRN Resoluccedilatildeo NormativaSCEE Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia EleacutetricaSFCR Sistema Fotovoltaico Conectado agrave RedeSi-a Siliacutecio amorfoSi-m Siliacutecio monocristalinoSi-p Siliacutecio policristalinoSWERA Solar and Wind Energy Resource AssessmentTIR Taxa Interna de RetornoTMA Taxa Miacutenima de AtratividadeTWh Tera Watt horaUFPE Universidade Federal de PernambucoUFSC Universidade Federal de Santa CatarinaUS$ Dollar AmericanoVPL Valor presente liacutequidoVR Valor ReferecircnciaWh Watt horaWp Watt-pico

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Capiacutetulo Um

Introduccedilatildeo

O carvatildeo foi o principal combustiacutevel durante o periacuteodo da revoluccedilatildeo industrial marcada porgrande transformaccedilatildeo dos processos produtivos onde os meacutetodos artesanais foram subs-tituiacutedos por maacutequinas provocando um aumento de demanda de energia eleacutetrica Hoje opetroacuteleo eacute uma das principais fontes de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica poreacutem em 1970 a suaescassez extraccedilatildeo cada vez mais difiacutecil volatilidade dos preccedilos e o aquecimento globalagravaram os problemas relacionados agrave exploraccedilatildeo de combustiacuteveis foacutesseis para a pro-duccedilatildeo e utilizaccedilatildeo de energia (NORBERTO GONZALEZ-BRAMBILA MATSUMOTO2016) com isso houve uma preocupaccedilatildeo em buscar novas formas de produccedilatildeo de energiafazendo com que a utilizaccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas natildeo se restringisse somente para pro-gramas espaciais mas que fossem intensamente estudados e utilizados no meio terrestrepara suprir o fornecimento de energiaO modelo de tarifaccedilatildeo atual descrito na RN No 4822012 e sua revisatildeo No 6872015que regulamenta a geraccedilatildeo distribuiacuteda natildeo consegue impulsionar o desenvolvimento dageraccedilatildeo de energia renovaacutevel em grande escala devido a barreiras regulatoacuterias teacutecnicase econocircmicas que impedem o pleno desenvolvimento da tecnologia no acircmbito nacional(LANDEIRA 2013) Tal modelo tarifaacuterio conhecido como net metering prevecirc a geraccedilatildeode creacuteditos junto a concessionaacuteria para o excedente de energia eleacutetrica gerada pelo produ-tor em relaccedilatildeo ao seu consumo mensal onde sua compensaccedilatildeo dever ser feita em mesessubsequentes dentro de um prazo de 60 meses na mesma unidade consumidora ou emuma outra do mesmo proprietaacuterio (ANEEL 2015)Outro modelo tarifaacuterio de sucesso em paiacuteses da Europa o feed-in tariff tem o objetivode promover a geraccedilatildeo renovaacutevel realizando o pagamento pela concessionaacuteria de toda aenergia injetada na rede ao produtor por um prazo definido em ateacute 25 anos reduzindoassim o tempo de retorno do investimento (NARDY 2017)A Alemanha definiu o direito de conexatildeo agrave rede de distribuiccedilatildeo de energia no ano de1991 a regulamentaccedilatildeo do mecanismo regulatoacuterio no modelo feed-in tariff e a definiccedilatildeode valores fixos para a compra da energia fotovoltaica Para buscar incentivar a aplicaccedilatildeoda energia fotovoltaica foram criados programas dos telhados como 1000 Roofs Program(1991-995) e 100000 Roofs Program (1999-2003)Com o mesmo modelo de incentivo vigorado em 2005 a Itaacutelia se tornou um dos maioresmercados fotovoltaicos do mundo com a instalaccedilatildeo de 9250 MW em 2011 superando omercado Alematildeo que obteve a instalaccedilatildeo de 7500 MW Poreacutem devido a queda de investi-mentos fechou 2016 ficando na quinta colocaccedilatildeo em potecircncia fotovoltaica instaladaCom o desenvolvimento de laboratoacuterios e programas de incentivo que ocorrem nos EUAna deacutecada de 90 iniciou-se a promoccedilatildeo da energia solar fotovoltaica principalmente naCalifoacuternia Outros paiacuteses europeus como Espanha e Franccedila tambeacutem apresentaram gran-

1

Capiacutetulo Um

des investimentos no setor (APOLONIO 2014)Conforme divulgado pelo Global Status Report (REN21 2016) a energia fotovoltaica de-monstrou um grande crescimento nos uacuteltimos anos chegando a uma capacidade instaladade 227 GW sendo que mais de 60 de toda essa geraccedilatildeo entrou em operaccedilatildeo entre 2011e 2015 A China eacute o principal gerador de energia fotovoltaica do mundo seguido por Ale-manha que tem como meta produzir 100 da sua energia atraveacutes de fontes renovaacuteveisJapatildeo Estados Unidos e Itaacutelia que tambeacutem possuem capacidades instaladas consideraacuteveiscomo pode ser visto na figura 11

Figura 11 Capacidade global de energia FV(REN21 2016)

A figura 12 mostra o crescimento da capacidade fotovoltaica em relaccedilatildeo ao ano de 2015dos 10 paiacuteses que mais contribuem em geraccedilatildeo fotovoltaica no mundo a China foi opaiacutes que mais contribuiu na produccedilatildeo de energia fotovoltaica no mundo ultrapassando aAlemanha no ranking mundial

2

Capiacutetulo Um

Figura 12 Maiores produtores de energia FV no mundo em 2015(REN21 2016)

Apesar de possuir um grande potencial solar com irradiaccedilotildees solares consideradas favo-raacuteveis para geraccedilatildeo de eletricidade (acima de 4 kWhm2 por dia) em mais de 90 doterritoacuterio brasileiro (PINTO AMARAL JANISSEK 2016) o Brasil estaacute longe de figu-rar entre os principais produtores de energia fotovoltaica A maior geraccedilatildeo de energia eacuteatraveacutes das hidreleacutetricas aleacutem da eoacutelica e a biomassa como fontes alternativas por seremmais baratasAssim para o Brasil a energia produzida por sistemas fotovoltaicos distribuiacutedos conecta-dos agrave rede ainda eacute uma tecnologia cara natildeo totalmente justificaacutevel frente agraves alternativasdisponiacuteveis no sistema brasileiro Deve-se lembrar ainda que a forma como seus custosseratildeo repartidos entre consumidores concessionaacuterias e governo natildeo eacute clara e pode causarrejeiccedilatildeo ao processo Considerando o crescimento anual estimado do consumo de eletrici-dade de ateacute 42 ateacute 2023 e apesar do recente investimento de US$ 11 bilhatildeo do governoo paiacutes enfrenta uma crise energeacutetica que poderia ter sido evitada se fossem feitos inves-timentos e poliacuteticas para promover a fontes de energia renovaacuteveis (PINTO AMARALJANISSEK 2016) No Brasil a regulamentaccedilatildeo eacute um fator primordial para viabilizar essa forma de geraccedilatildeoe mudanccedilas significativas ocorreram nos uacuteltimos anos com accedilotildees de governo para o de-senvolvimento desta fonte de energia Segundo o Banco de Informaccedilatildeo de Geraccedilatildeo (BIG)divulgado pela ANEEL (2017b) a capacidade de geraccedilatildeo no Brasil conta atualmente comaproximadamente 23 MW em geraccedilatildeo fotovoltaica em operaccedilatildeo onde a maior parte dasinstalaccedilotildees no paiacutes ocorrem em aacutereas isoladas (WWF 2015)

3

Capiacutetulo Um

A figura 13 mostra os empreendimentos de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica dividido por tipode fonte renovaacuteveis e natildeo-renovaacuteveis potecircncia outorgada e fiscalizada e sua contribuiccedilatildeona matriz energeacutetica do Brasil

Figura 13 Matriz Energeacutetica do BrasilAdaptado (ANEEL 2017b)

Recentemente a geraccedilatildeo solar conectada agrave rede eleacutetrica de distribuiccedilatildeo no Brasil natildeotinha o adequado respaldo regulatoacuterio Desse modo o modelo de contrataccedilatildeo de energiapelas concessionaacuterias distribuidoras de acordo com o Decreto no 51632004 determinavaque a compra de energia eleacutetrica oriunda de empreendimentos de geraccedilatildeo distribuiacuteda fosseprecedida de chamada puacuteblica promovida diretamente pelo agente de distribuiccedilatildeo Estedecreto restringe esse tipo de contrataccedilatildeo a 10 da carga do agente de distribuiccedilatildeo elibera repasse agraves tarifas dos consumidores ateacute o limite do valor-referecircncia (VR) A limi-taccedilatildeo do volume natildeo impotildee presentemente maiores restriccedilotildees agrave contrataccedilatildeo da energiasolar fotovoltaica Mas como os custos de geraccedilatildeo solar fotovoltaica satildeo muito maioresque o valor estipulado a conclusatildeo que se faz eacute que este limite de repasse afastava o pe-queno gerador fotovoltaico distribuiacutedo de buscar um ambiente econocircmico favoraacutevel paraparticipar da chamada puacuteblica para geraccedilatildeo distribuiacuteda (EPE 2012)

4

Capiacutetulo Um 11 Definiccedilatildeo do problema

11 Definiccedilatildeo do problema

Para consumidores do grupo A caracterizados por tarifas diferenciadas de consumo deenergia eleacutetrica e de demanda de potecircncia de acordo com as horas de utilizaccedilatildeo do diaa implementaccedilatildeo da geraccedilatildeo fotovoltaica conectada agrave rede no estado da Bahia agrave luz dasResoluccedilotildees Normativas No 4822015 e No 6872015 torna-se economicamente viaacutevel

12 Objetivo Geral

Propor um modelo baseado na simulaccedilatildeo e implantaccedilatildeo de um sistema de geraccedilatildeo deenergia fotovoltaica conectado a rede instalado em um centro de pesquisa tarifado comoconsumidor do grupo A aplicando as regras das resoluccedilotildees normativas da ANEEL No

4822012 e 6872015 para anaacutelise dos impactos econocircmicos

13 Objetivos especiacuteficos

bull Comparar economicamente a geraccedilatildeo da energia fotovoltaica com o sistema tarifaacuterioaplicado a um centro de pesquisa de acordo com o sistema de compensaccedilatildeo de energiaeleacutetrica conforme a Resoluccedilatildeo Normativa No 4822012 e No 6872015

bull Realizar a anaacutelise de sensibilidade do VPL TIR e payback descontado das seguintesvariaacuteveis de entrada reajuste tarifaacuterio de energia eleacutetrica custo de instalaccedilatildeo dosistema FV (R$Wp) e a Taxa Miacutenima de Atratividade (TMA)

bull Estimar o retorno financeiro de um projeto de geraccedilatildeo de energia instalando em umcentro de pesquisa comparando o modelo atual do Brasil com um modelo Europeu

bull Analisar a probabilidade de sucesso econocircmico do investimento em um sistema fo-tovoltaico conectados a rede implantado em um centro de pesquisa atraveacutes da simu-laccedilatildeo de Monte Carlo

14 Importacircncia da pesquisa

Atualmente a busca pela utilizaccedilatildeo de energia eleacutetrica atraveacutes de fontes renovaacuteveis estaacuteem grande expansatildeo principalmente em um momento em que poliacuteticas sociais satildeo im-plementadas com foco nas condiccedilotildees climaacuteticas que cada vez mais estatildeo sendo afetadasdevido a utilizaccedilatildeo de combustiacuteveis foacutesseis

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Capiacutetulo Um 15 Motivaccedilatildeo

No Brasil um ponto importante eacute o custo da energia eleacutetrica que nos uacuteltimos anos so-freram aumento devido a condiccedilotildees hidroloacutegicas desfavoraacuteveis para geraccedilatildeo de energiahidraacuteulica provocando o despacho de termeleacutetricas que geram energia com um custo altoAssim as fontes de energia limpa apresentam papel importante para contribuir na solu-ccedilatildeo ou reduccedilatildeo de problemas devido ao aumento do consumo de energia O Brasil possuium grande potencial de geraccedilatildeo atraveacutes de fontes renovaacuteveis e com isso novas poliacuteticasde incentivo estatildeo sendo implementadas com o objetivo de fomentar novos projetos degeraccedilatildeo de energia renovaacutevel

15 Motivaccedilatildeo

A matriz eleacutetrica do Brasil eacute predominantemente formada por geraccedilatildeo hidraacuteulica caracte-rizada por grandes usinas distantes dos centros de carga O potencial hidraacuteulico disponiacutevelno Paiacutes estaacute localizado na regiatildeo norte marcada por restriccedilotildees ambientais fazendo comque os novos empreendimentos funcionem a fio drsquoaacutegua ou seja sem reservatoacuterio e aleacutemdisso em um Paiacutes de dimensotildees continentais como o Brasil as perdas e o custo de trans-porte da energia natildeo satildeo despreziacuteveis ocasionando um aumento no custo de operaccedilatildeo ede expansatildeo do sistema eleacutetricoAo mesmo tempo em que as tarifas de energia eleacutetrica apresentam tendecircncia de alta paraos proacuteximos anos o custo da energia solar fotovoltaica apresenta tendecircncia de quedaA capacidade fotovoltaica instalada vem crescendo expressivamente nos uacuteltimos anosfazendo com que os custos diminuam em funccedilatildeo de economia de escala curva de apren-dizado e ganhos em eficiecircnciaEm 17 de Abril de 2012 a ANEEL (Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica) publicou a Re-soluccedilatildeo Normativa No 482 posteriormente revisada dando origem a Resoluccedilatildeo NormativaNo 687 a qual estabelece conforme seu artigo 1o ldquoas condiccedilotildees gerais para o acesso demicrogeraccedilatildeo e minigeraccedilatildeo distribuiacutedas aos sistemas de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica(geraccedilatildeo distribuiacuteda) com o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica (net metering)Tal sistema de compensaccedilatildeo baseia-se em creacuteditos de energia ou seja quando a energiagerada for superior a energia consumida satildeo gerados creacuteditos que podem ser utilizadospara abater o consumo nos meses subsequentes por um periacuteodo de ateacute 60 meses

16 Limites e limitaccedilotildees

Satildeo limitaccedilotildees do trabalho

a) Natildeo foram realizadas mediccedilotildees da radiaccedilatildeo solar com equipamentos confiando exclusi-vamente no Atlas Brasileiro de Radiaccedilatildeo Solar e dos programas de simulaccedilatildeo de radiaccedilatildeo

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Capiacutetulo Um 17 Questotildees e pressuposto

solar

b) Natildeo foi medida a eficiecircncia dos moacutedulos solares e dos inversores portanto adotou-se as informaccedilotildees teacutecnicas oferecidas pelas empresas fabricantes que possuiacuterem selo dequalidade Inmetro ou certificaccedilatildeo internacional

17 Questotildees e pressuposto

Pressupotildee que o surgimento da Resoluccedilatildeo Normativa No 4822012 e sua revisatildeo No

6872015 que regulamentam a geraccedilatildeo distribuiacuteda promovem a elevaccedilatildeo do nuacutemero deconexotildees de geradores de energia eleacutetrica por fontes renovaacuteveis agrave rede da distribuidoraAssim ocorre uma maior diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica do Brasil

18 Aspectos metodoloacutegicos

Para o levantamento de informaccedilotildees a respeito dos SFCR instalados no paiacutes e no mundoforam pesquisadas publicaccedilotildees na literatura brasileira e estrangeira realizadas consultasdiretas aos fabricantes de equipamentos fotovoltaicos e tambeacutem executadas visitas teacutecni-cas em algumas instalaccedilotildees como o estaacutedio de PituaccediluPara se determinar o custo de geraccedilatildeo a partir de SFCR no Brasil primeiramente forampesquisados e comparados os custos por unidade de potecircncia disponiacutevel na literatura ecentros de pesquisas energeacuteticas seguido por buscas individuais dos equipamentos coma aplicaccedilatildeo das respectivas cargas tributaacuteria aplicadas a cadeia fotovoltaica Em seguidafoi estimada a produccedilatildeo de energia anual atraveacutes do potencial solar na regiatildeo estudadacom base em seacuteries de dados histoacutericos de irradiaccedilatildeo no plano dos arranjos fotovoltaicosA anaacutelise do enquadramento legal que se faz da geraccedilatildeo distribuiacuteda por meio de SFCRno paiacutes foi baseada nas principais leis decretos e resoluccedilotildees que regulam o setor eleacutetricobrasileiro publicados com a finalidade de incentivar o uso de fontes alternativas para ageraccedilatildeo de energia Por fim foram desenvolvidos dois modelos para simulaccedilatildeo consi-derando os fluxos de caixa para o centro de pesquisa a) fluxo de caixa considerando osistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica regulamentado atualmente b) fluxo de caixaconsiderando um sistema de tarifaccedilatildeo europeu que propotildee um maior incentivo para ageraccedilatildeo distribuiacuteda No caso da anaacutelise do centro de pesquisa como consumidor de ener-gia da rede de distribuiccedilatildeo foi considerada como receita os valores economizados com aimplantaccedilatildeo do SFCR Os modelos foram construiacutedos na planilha eletrocircnica Microsoft Ex-cel Foram realizadas simulaccedilotildees probabiliacutestica atraveacutes do meacutetodo de Monte Carlo como auxiacutelio do software Crystall Ball que eacute um programa do tipo ldquoAdd-Inrdquo do MicrosoftExcel funcionando combinado ao mesmo A execuccedilatildeo do modelo utilizando as variaacuteveis

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Capiacutetulo Um 19 Organizaccedilatildeo da Dissertaccedilatildeo de Mestrado

independentes definidas resultaraacute no caacutelculo dos seguintes indicadores econocircmicos ouseja das variaacuteveis dependentes que serviratildeo de apoio agrave tomada de decisatildeo

bull Taxa de Retorno do Empreendimento ou taxa interna de retorno (TIR)

bull Resultado Liacutequido a valor presente (VPL ndash Valor presente Liacutequido)

bull Prazo de Retorno do Investimento (PayBack)

19 Organizaccedilatildeo da Dissertaccedilatildeo de Mestrado

Esta dissertaccedilatildeo apresenta 4 capiacutetulos e estaacute estruturada da seguinte forma

bull Capiacutetulo 1 - Introduccedilatildeo Contextualiza o acircmbito no qual a pesquisa propostaestaacute inserida Apresenta portanto a definiccedilatildeo do problema objetivos e justificativasda pesquisa e como esta dissertaccedilatildeo de mestrado estaacute estruturada

bull Capiacutetulo 2 - Fundamentaccedilatildeo teoacuterica Esse capitulo consiste em uma revisatildeobibliograacutefica fundamental sobre sistemas fotovoltaicos Nele pretende-se explicitaros conceitos baacutesicos a serem utilizados ao longo da dissertaccedilatildeo compreendendo anatureza da fonte solar o funcionamento dos moacutedulos e demais equipamentos foto-voltaicos e aplicaccedilotildees desses sistemas Este capiacutetulo Apresenta tambeacutem conceitosde geraccedilatildeo distribuiacuteda tipos de fonte e sua parcela de contribuiccedilatildeo na expansatildeoda potecircncia dos seus sistemas Relata conceitos de modelos de incentivos aplicadosem diversos paiacuteses com o objetivo de expandir a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis De-monstra previsotildees de crescimento para a geraccedilatildeo distribuiacuteda no Brasil a longo prazoconceitos das resoluccedilotildees normativas No 4822015 e No 6872015 e seus incentivos agravegeraccedilatildeo distribuiacuteda aleacutem de informaccedilotildees sobre paridade tarifaacuteria visando fornecersubsiacutedios para as anaacutelises a serem realizadas no capiacutetulo 3

bull Capiacutetulo 3 - Materiais e Meacutetodos Apresenta os caacutelculos realizados para umaavaliaccedilatildeo econocircmica dos SFCR no Brasil com base na atual conjuntura econocircmicae em informaccedilotildees de desempenho de sistemas jaacute instalados Seraacute utilizada umametodologia para a estimativa do custo de geraccedilatildeo fotovoltaico a partir de dadoshistoacutericos de irradiaccedilatildeo da regiatildeo em estudo e do levantamento do custo do kWpinstalado Um modelo utilizando o meacutetodo de Monte Carlo seraacute apresentado parainvestigar o comportamento do VPL TIR e payback ao longo do tempo em diferentesmodelos de incentivo a geraccedilatildeo fotovoltaica frente agrave variaccedilotildees na tarifa convencionalcustos de implantaccedilatildeo e TMA

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bull Capiacutetulo 4 - Resultados e Discussotildees Apresenta os resultados dos iacutendiceseconocircmicos do SFCR instalado no centro de pesquisa durante sua vida uacutetil Para talfoi realizada uma anaacutelise com distribuiccedilatildeo de probabilidades variando-se o reajusteanual da tarifa de energia eleacutetrica os custos de implantaccedilatildeo e OampM do SFCR durantesua vida uacutetil de maneira determiniacutestica e probabiliacutestica atraveacutes a Simulaccedilatildeo deMonte Carlo Realizada tambeacutem uma anaacutelise de sensibilidade das variaacuteveis de saiacutedaem funccedilatildeo das variaacuteveis de entrada

bull Capiacutetulo 5 - Conclusatildeo Finalmente no capiacutetulo 5 satildeo apresentadas as conclusotildeesdo presente trabalho e satildeo sugeridas pesquisas futuras em relaccedilatildeo ao tema

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Capiacutetulo Dois

Fundamentaccedilatildeo teoacuterica

Esse capitulo consiste em uma revisatildeo bibliograacutefica fundamental sobre sistemas fotovol-taicos Nele pretende-se explicitar os conceitos baacutesicos a serem utilizados ao longo dadissertaccedilatildeo compreendendo a natureza da fonte solar o funcionamento dos moacutedulos edemais equipamentos fotovoltaicos e aplicaccedilotildees desses sistemas Este capiacutetulo Apresentatambeacutem conceitos de geraccedilatildeo distribuiacuteda tipos de fonte e sua parcela de contribuiccedilatildeona expansatildeo da potecircncia dos seus sistemas Relata conceitos de modelos de incentivosaplicados em diversos paiacuteses com o objetivo de expandir a utilizaccedilatildeo de fontes renovaacuteveisDemonstra previsotildees de crescimento para a geraccedilatildeo distribuiacuteda no Brasil a longo prazoconceitos das resoluccedilotildees normativas No 4822015 e No 6872015 e seus incentivos agrave gera-ccedilatildeo distribuiacuteda aleacutem de informaccedilotildees sobre paridade tarifaacuteria visando fornecer subsiacutediospara as anaacutelises a serem realizadas no capiacutetulo 3

21 Histoacuterico da geraccedilatildeo fotovoltaica

Os primeiros experimentos relacionados a descoberta do processo fotovoltaico surgiram noano de 1839 atraveacutes do fiacutesico francecircs Edmond Bacquerel que ao observar dois eletrodosde prata ou platina inseridas em uma soluccedilatildeo de sal de de prata produzia uma correnteeleacutetrica diretamente proporcional agrave quantidade de luz incidente O primeiro equipamentopara produccedilatildeo de energia eleacutetrica a partir da luz surgiu em 1877 apoacutes estudos com mate-riais semicondutores soacutelidos Somente em 1954 com o estudo das propriedades baacutesicas dosiliacutecio por DM Chapin e colaboradores do Bell Laboratory as ceacutelulas solares passaram autilizar tecnologia conhecida atualmente A figura 21 mostra a primeira patente de umaceacutelula que registrava uma eficiecircncia de 45 (CHAPIN FULLER PEARSON 1954)

Figura 21 Extrato da patente da primeira ceacutelula solar registada em Marccedilo de 1954 por DMChapin e colaboradores do Bell Laboratories

(CHAPIN FULLER PEARSON 1954)

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Capiacutetulo Dois 22 Energia solar

Segundo Brito (2003) Perlotti et al (2012) Alonso Garciacutea amp Silva (2013) Pinho ampGaldino (2014) o efeito fotovoltaico relatado por Edmond Becquerel consiste no apa-recimento de uma diferenccedila de potencial nos extremos de uma estrutura de materialsemicondutor produzida pela absorccedilatildeo da luz A ceacutelula fotovoltaica eacute a unidade funda-mental do processo de conversatildeoAo projetar uma ceacutelula fotovoltaica deve-se ter em consideraccedilatildeo que a propriedade maisimportante reside na junccedilatildeo p-n A corrente da ceacutelula tem origem na radiaccedilatildeo solar in-cidente pelo que o circuito ideal seraacute uma fonte de corrente em paralelo com um diacuteodocomo representado na figura 22 Nesse esquema foram desprezadas as perdas existentesno interior da ceacutelula (ALVES 2008)

Figura 22 Representaccedilatildeo de um circuito ideal da ceacutelula fotovoltaica(ALVES 2008)

22 Energia solar

A energia solar eacute uma forma de energia renovaacutevel e praticamente inesgotaacutevel podendoser utilizada atraveacutes de sistemas de captaccedilatildeo e conversatildeo em energia teacutermica e eleacutetricasendo uma das alternativas energeacuteticas mais promissoras para enfrentarmos os desafios donovo milecircnio E quando se fala em energia deve-se lembrar que o Sol eacute responsaacutevel pelaorigem de praticamente todas as outras fontes de energia Em outras palavras as fontesde energia satildeo em uacuteltima instacircncia derivadas da energia do Sol Eacute a partir da energiado Sol que se daacute a evaporaccedilatildeo origem do ciclo das aacuteguas que possibilita o represamentoe a consequente geraccedilatildeo de eletricidade atraveacutes das hidreleacutetricas (BRITO 2003)A radiaccedilatildeo solar tambeacutem induz a circulaccedilatildeo atmosfeacuterica em larga escala causando osventos Petroacuteleo carvatildeo e gaacutes natural foram gerados a partir de resiacuteduos de plantas eanimais que originalmente obtiveram a energia necessaacuteria ao seu desenvolvimento daradiaccedilatildeo solar O Sol fornece anualmente para a atmosfera terrestre 15 x 1018 kWhde energia Trata-se de um valor consideraacutevel correspondendo a 10000 vezes o consumomundial de energia neste periacuteodo (BRITO 2003) Aleacutem exercer um papel complementaragraves hidreleacutetricas principal fonte de geraccedilatildeo do paiacutes a energia eleacutetrica gerada pelo sol reduzo aumento do pico da demanda de energia durante o dia natildeo produz emissotildees durante

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Capiacutetulo Dois 23 Potencial solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica dispensa o uso de combustiacuteveis o que reduz o custo degeraccedilatildeo Aleacutem disso como a geraccedilatildeo pode ser feita junto aos locais de consumocargaminimiza a necessidade de investimentos em novas linhas de transmissatildeo e aumenta aseguranccedila energeacutetica (CBIC 2016)

23 Potencial solar para geraccedilatildeo de energia eleacutetrica

A radiaccedilatildeo solar eacute a energia que chega do sol em forma de ondas eletromagneacuteticas Di-ferentemente de outro tipo de transferecircncia de energia a radiaccedilatildeo eletromagneacutetica natildeoprecisa de suporte material para sua transmissatildeo isso eacute pode ser transmitida atraveacutes dovaacutecuo A irradiaccedilatildeo solar eacute a quantidade de energia solar incidente por unidade de super-fiacutecie durante um periacuteodo definido de tempo (normalmente um dia mecircs ou ano) Ela eacute umparacircmetro fundamental a ser considerado para situar uma instalaccedilatildeo solar fotovoltaicaAlonso Garciacutea amp Silva (2013) definem Irradiacircncia Solar (G) como uma medida de po-tecircncia (energiatempo) por unidade de aacuterea Portanto eacute medido em watts por metroquadrado (Wm2) ou miliwatts por centiacutemetro quadrado (mWcm2) quando se trata deexpressar a irradiacircncia incidente sobre uma ceacutelula De acordo com Brito (2003) Greenpro(2004) Alonso Garciacutea amp Silva (2013) a irradiacircncia que chega a nosso planeta provenientedo Sol tem um valor meacutedio aproximado de 1367 Wm2Para o aproveitamento fotovoltaico a de maior influecircncia eacute a Irradiaccedilatildeo Global Horizontal(HHOR) que quantifica a radiaccedilatildeo recebida por uma superfiacutecie plana horizontal compostapela Irradiaccedilatildeo Difusa Horizontal (HDIF ) parcela dispersa e atenuada por reflexotildees emnuvens poeira vapor dprime aacutegua e outros elementos em suspensatildeo na atmosfera e pela Irra-diaccedilatildeo Direta Normal (HDIR) parcela que atinge o solo diretamente sem reflexotildees Emdias nublados a principal parcela eacute a HDIF enquanto que em dias claros prevalece aHDIR

(REIS 2011 TOLMASQUIM 2015 TOLMASQUIM 2016)Na figura 23 eacute possiacutevel observar a irradiaccedilatildeo direta a irradiaccedilatildeo difusa e o albedo quecompotildeem a radiaccedilatildeo solar

Figura 23 Tipos de radiaccedilatildeo solar que incidem sobre o painel solar(JUNIOR 2015)

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Capiacutetulo Dois 24 Caracteriacutestica solar do Brasil

Como dito anteriormente a radiaccedilatildeo direta tem como caracteriacutestica a incidecircncia na dire-ccedilatildeo do sol provocando sombras niacutetidas Jaacute a difusa produz um feixe em todas as direccedilotildeese atinge a superfiacutecie terrestre apoacutes sofrer reflexatildeo Dependendo da localizaccedilatildeo do painelsolar existe tambeacutem uma parcela da irradiaccedilatildeo solar que eacute refletida pela superfiacutecie ter-restre chamada de albedo A figura 24 apresenta algumas cidades do Brasil e do mundoque possuem excelentes condiccedilotildees para geraccedilatildeo de energia solar fotovoltaica

Figura 24 Dados de radiaccedilatildeo solar diaacuteria e meacutedias mensais para diversas localidades do mundo(CHIGUERO 2000)

24 Caracteriacutestica solar do Brasil

Segundo a EPE (2012) entre os principais trabalhos de avaliaccedilatildeo do potencial da energiasolar no Brasil estatildeo o Atlas de Irradiaccedilatildeo Solar do Brasil de 1998 criado pelo InstitutoNacional de Meteorologia ndash INMET e pelo Laboratoacuterio de Energia Solar da UniversidadeFederal de Santa Catarina ndash UFSC e o Atlas Solarimeacutetrico do Brasil desenvolvido em2000 pela Universidade Federal de Pernambuco ndash UFPE e pela Companhia Hidroeleacutetricado Satildeo Francisco ndash Chesf com apoio do Centro de Pesquisa de Energia Eleacutetrica ndash CEPELpor meio de seu Centro de Referecircncia para Energia Solar e Eoacutelica Seacutergio de Salvo Brito ndashCRESESB Jaacute em 2006 foi publicado o primeiro Atlas Brasileiro de Energia Solar pro-duzido no acircmbito do projeto SWERA ndash Solar and Wind Energy Resource Assessmentque em 2017 sofreu uma atualizaccedilatildeo sob coordenaccedilatildeo do Instituto Nacional de PesquisasEspaciais ndash INPE Para estimativa do potencial de energia solar no Brasil o Atlas Brasi-leiro de Energia Solar pode ser considerada a referecircncia mais atual e completaApesar das diferentes caracteriacutesticas climaacuteticas observadas no Brasil pode-se observar quea meacutedia anual de irradiaccedilatildeo global apresenta boa uniformidade com meacutedias anuais relati-vamente altas em todo paiacutes O valor maacuteximo de irradiaccedilatildeo global anual - 2500 kWhm2 -ocorre no norte do estado da Bahia proacuteximo agrave fronteira com o estado do Piauiacute Essa aacutereaapresenta um clima semi-aacuterido com baixa precipitaccedilatildeo ao longo do ano e a meacutedia anual de

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cobertura de nuvens mais baixa do Brasil (PEREIRA et al 2006 JANNUZZI MELO2013) A menor irradiaccedilatildeo solar global anual - 1500 kWhm2 - ocorre no litoral norte deSanta Catarina caracterizado pela ocorrecircncia de precipitaccedilatildeo bem distribuiacuteda ao longo doano Os valores de irradiaccedilatildeo solar global anual incidente em na maioria do territoacuterio bra-sileiro (1500-2500 kWhm2) satildeo superiores aos da maioria dos paiacuteses da Uniatildeo Europeiacomo Alemanha (900-1250 kWhm2) Franccedila (900-1650kWhm2) e Espanha (1200-1850kWhm2) onde projetos para aproveitamento de recursos solares alguns contando comfortes incentivos governamentais satildeo amplamente disseminados (PEREIRA et al 2006TOLMASQUIM 2015)As figuras 25 e 26 apresentam o potencial anual meacutedio de energia solar no Brasil epor regiotildees respectivamente na qual a regiatildeo Nordeste apresenta a maior disponibilidadeenergeacutetica seguida pelas regiotildees Centro-Oeste e Sudeste enquanto que as caracteriacutesticasclimaacuteticas da regiatildeo norte e sul do paiacutes natildeo apresentam resultados satisfatoacuterios (PEREIRAet al 2017)

Figura 25 Meacutedia anual da irradiaccedilatildeo global horizontal diaacuteria(PEREIRA et al 2017)

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Figura 26 Irradiaccedilatildeo solar por regiatildeo(PEREIRA et al 2017)

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Capiacutetulo Dois 25 Caracteriacutesticas baacutesicas dos paineacuteis solares

25 Caracteriacutesticas baacutesicas dos paineacuteis solares

A ceacutelula solar eacute o componente mais importante de um sistema fotovoltaico e tem a funccedilatildeode converter diretamente a energia solar em energia eleacutetrica O processo de conversatildeo maiscomum eacute realizado atraveacutes do efeito fotovoltaico que pode ser explicado pelo movimentodos eleacutetrons e lacunas em direccedilotildees opostas gerando uma corrente eleacutetrica no semicon-dutor que seria aproveitaacutevel por um circuito externo A fim de separar as lacunas doseleacutetrons para que a ligaccedilatildeo natildeo se restabeleccedila utiliza-se um campo eleacutetrico que obrigada acirculaccedilatildeo de ambas cargas em sentidos opostos Uma ceacutelula solar natildeo eacute mais do que umsemicondutor preparado de maneira que seja possiacutevel extrair a circulaccedilatildeo de corrente domesmo ateacute um circuito externo (REIS 2011 PERLOTTI et al 2012 ALONSO GAR-CiacuteA SILVA 2013)A figura 27 ilustra o princiacutepio de funcionamento do efeito fotovoltaico em uma ceacutelula

Figura 27 Esquema de funcionamento de uma ceacutelula fotovoltaica(FERREIRA 2010)

Quando a luz solar incide sobre a superfiacutecie da ceacutelula se esta se encontra conectada auma carga seraacute produzida uma diferenccedila de potencial nesta carga e portanto uma circu-laccedilatildeo de corrente do terminal positivo ao terminal negativo da ceacutelula A escolha do tipode ceacutelulas solares influencia a capacidade de produccedilatildeo dos parques solares fotovoltaicosDe acordo com Neves (2010) Alonso Garciacutea amp Silva (2013) Pinho amp Galdino (2014)os moacutedulos fotovoltaicos estatildeo divididos em trecircs categorias de acordo com a tecnologiaempregada satildeo elas

bull As ceacutelulas monocristalinas de Siliacutecio (Si-m) constituem a primeira geraccedilatildeo O seurendimento eleacutetrico eacute relativamente elevado situado entre 15 a 18 mas as teacutecnicasutilizadas na sua produccedilatildeo satildeo complexas e dispendiosas Por outro lado eacute necessaacuteriauma grande quantidade de energia na sua fabricaccedilatildeo devido agrave exigecircncia de utilizaccedilatildeo

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de materiais em estado muito puro e com uma estrutura cristalina perfeita O siliacuteciodeve possuir um niacutevel de pureza extremamente elevado 9999999

bull As ceacutelulas policristalinas de Siliacutecio (Si-p) tecircm um custo de produccedilatildeo inferior uma vezque necessitam de menos energia para o seu fabrico mas no entanto apresentam umrendimento eleacutetrico inferior 13 a 15 Esta diminuiccedilatildeo de rendimento eacute causadapela imperfeiccedilatildeo do cristal devido ao sistema de fabricaccedilatildeo

bull Filmes finos formados por uma ou vaacuterias camadas finas de material fotovoltaico sobreum substrato que pode ser o siliacutecio amorfo (a-Si) Telureto de caacutedmio (CdTe) Cobreiacutendio e gaacutelio seleneto (CIS CIGS) ou ainda ceacutelulas solares fotovoltaicas orgacircnicas(OPV) Dependendo da tecnologia de ceacutelula fotovoltaica de filme fino utilizada ospaineacuteis de filme fino possuem eficiecircncias meacutedias entre 7-13 Algumas tecnologiasde painel de filme fino jaacute estatildeo chegando nos 16 sendo similares a eficiecircncia dospaineacuteis Policristalinos Atualmente (2015) os paineacuteis fotovoltaicos que utilizam atecnologia de filme fino representam aproximadamente 20 do mercado mundial depaineacuteis solares fotovoltaicos

Figura 28 Esquema da estrutura atocircmica de um material monocristalino policristalino e filmefino

(ALONSO GARCiacuteA SILVA 2013)

Devido ao uso de tecnologias confiaacuteveis e consolidadas as ceacutelulas monocristalinas e po-licristalinas possuem mais de 85 do mercado (FEITOSA 2010) A figura 29 mostradiferentes tipos de moacutedulos fotovoltaicos

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Figura 29 Imagens de diferentes tipos de moacutedulos fotovoltaicos(ALONSO GARCiacuteA SILVA 2013)

Maiores informaccedilotildees sobre equipamentos de geraccedilatildeo fotovoltaica podem ser adquiridoscom a leitura de Brito (2003) Greenpro (2004) e Pinho amp Galdino (2014)

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Capiacutetulo Dois 26 Sistemas fotovoltaicos conectados agrave rede

26 Sistemas fotovoltaicos conectados agrave rede

Os sistemas fotovoltaicos conectados agrave rede eleacutetrica satildeo os mais utilizados nos paiacuteses daEuropa e Ameacuterica do Norte (MELO 2014) e vecircm sendo ultimamente a tecnologia degeraccedilatildeo de energia eleacutetrica com o maior crescimento no mundo (NASCIMENTO et al2016) Estes sistemas utilizam grandes nuacutemeros de paineacuteis fotovoltaicos e natildeo utilizamarmazenamento de energia pois toda a geraccedilatildeo eacute entregue diretamente na rede (BRITO2010) ou consumida diretamente pela carga (PINHO GALDINO 2014) A maior partedo impressionante crescimento do mercado fotovoltaico estaacute relacionada a instalaccedilotildees co-nectadas agrave rede nos paiacuteses desenvolvidos Existe um imenso potencial para essa aplicaccedilatildeoem aacutereas urbanas ensolaradas por todo o mundoO Brasil estaacute particularmente bem situado para esse tipo de aplicaccedilatildeo por causa da con-sideraacutevel disponibilidade de recurso energeacutetico solar criaccedilatildeo de poliacutetica governamentaisde compensaccedilatildeo aos clientes atraveacutes da venda de energia e o alto valor que pode ser dadoa sistemas fotovoltaicos em aacutereas comerciais de centros urbanos (PEREIRA et al 2006)Sistemas fotovoltaicos podem contribuir para a capacidade maacutexima de uma rede se opico de demanda ocorre no periacuteodo diurno Regiotildees comerciais com altas cargas dear-condicionado no horaacuterio do meio-dia em geral possuem curvas de demanda em boasincronia com a radiaccedilatildeo solar (PEREIRA et al 2006)

Figura 210 Estrutura de um sistema fotovoltaico conectado agrave rede(PINHO GALDINO 2014)

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Algumas vantagens e desvantagens dos sistemas fotovoltaicos satildeo listados por Carvalho(2013) Elas estatildeo descritas nas tabelas abaixo

Tabela 21 Lista com algumas das vantagens da tecnologia fotovoltaica(CARVALHO 2013)

Vantagens dos Sistemas FotovoltaicosFonte energeacutetica abundante facilmente acessiacutevel e infinita agrave escala temporal humana

Natildeo produz emissotildees gasosas ou resiacuteduos evitando alteraccedilotildees climaacuteticas ou degradaccedilatildeo ao ambienteGrande aceitaccedilatildeo social

Custo dos moacutedulos tem vindo a diminuir e a eficiecircncia a aumentarInvestimento elevado em investigaccedilatildeo e desenvolvimento nas ceacutelulas fotovoltaicas

Incentivo agrave sua utilizaccedilatildeo atraveacutes de poliacuteticas energeacuteticas sob a forma de apoios do estadoaos utilizadores

Baixos custos de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo aleacutem de natildeo depender do abastecimento de combustiacuteveisTecnologia silenciosa

Elevada fiabilidade reduzido desgaste devido agrave ausecircncia de movimentaccedilatildeo interna depeccedilas (garantias dos fabricantes superiores a 30 anos)

Faacutecil instalaccedilatildeo em qualquer ponto geograacutefico ainda que remotoModularidade permite faacutecil instalaccedilatildeo expansatildeo e adaptaccedilatildeo

Integraccedilatildeo paisagiacutestica pode ser integrado em edifiacutecios novos ou jaacute existentesElevada diversidade de aacutereas de aplicaccedilatildeo aeroespacial comunicaccedilotildees transportes agriacutecola etc

Produccedilatildeo anual pode ser facilmente estimada

Tabela 22 Lista com algumas das desvantagens da tecnologia fotovoltaica(CARVALHO 2013)

Desvantagens dos Sistemas FotovoltaicosGeraccedilatildeo de energia intermitente condiciona a confiabilidade no fornecimento de energia

Fonte energeacutetica eacute difusa e de baixa densidadeRendimento global reduzido devido ao custo de produccedilatildeo ldquoLCOErdquo ainda eacute elevado

Elevado investimento inicial e custo elevado dos componentes de balanceamento do sistemaDistintas tecnologias niacuteveis de maturidade custo e confiabilidade dos componentes

Confiabilidade dos equipamentos de balanceamento em geral inferior agrave dos moacutedulos PVA utilizaccedilatildeo de vaacuterios componentes (BoF) traduz-se num aumento do grau de complexidade

dos sistemas PV (elevado nuacutemero de fatores que condiciona o desempenho do sistema)Produccedilatildeo intermitente obriga em sistemas autocircnomos a recorrer agrave acumulaccedilatildeo de energia com

perdas associadasFalta de meios de acumulaccedilatildeo de energia com boa relaccedilatildeo tecno-econocircmica

Necessitam conversores (inversores e transformadores) para possibilitar a utilizaccedilatildeo deaparelhos eleacutetricos em corrente alternada eou injetar eletricidade na redePerdas por efeito joule superiores devido agrave produccedilatildeo em baixa tensatildeo

Produccedilatildeo horaacuteria e diaacuteria difiacutecil de prever

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Capiacutetulo Dois 27 Geraccedilatildeo distribuiacuteda

27 Geraccedilatildeo distribuiacuteda

O termo geraccedilatildeo distribuiacutedaestaacute relacionado com a existecircncia de qualquer forma de ge-raccedilatildeo de energia eleacutetrica em sua maioria de pequeno porte isolada ou conectada na redeeleacutetrica da distribuidora localizada proacuteximo do consumo (REIS 2011) Em sistemas iso-lados a energia consumida eacute totalmente gerada por um sistema de geraccedilatildeo de eletricidadeindividual atraveacutes de uma unidade de consumo ou um grupo delas como por exemploa geraccedilatildeo eoacutelica ou fotovoltaica A integraccedilatildeo com a rede permite a complementaccedilatildeodo consumo pela compra de energia da rede ou pela venda da energia excedente para adistribuidora Em alguns sistemas como na Alemanha eacute realizada a venda de toda aenergia gerada e natildeo somente da excedente uma vez que a tarifa paga por esta excede atarifa da concessionaacuteria (CABELLO POMPERMAYER 2013)Na visatildeo do consumidor a geraccedilatildeo distribuiacuteda natildeo pode tolerar variaccedilotildees de tensatildeofrequecircnciabem como interrupccedilotildees no fornecimento de energia Jaacute em relaccedilatildeo a questotildees econocircmicaso investimento em geraccedilatildeo distribuiacuteda soacute eacute interessante ao consumidor se a eletricidadegerada tiver um custo menor do que o fornecimento pela distribuidora (RODRiacuteGUEZ2002)No caso do sistema eleacutetrico a geraccedilatildeo distribuiacuteda seria interessante devido agrave reduccedilatildeo deperdas nas linhas de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo proporcionando maior estabilidade a ten-satildeo eleacutetrica e a possibilidade de postergar investimentos nas subestaccedilotildees de transformaccedilatildeoe nos setores de transmissatildeoA figura 211 apresenta uma previsatildeo da evoluccedilatildeo em geraccedilatildeo distribuiacuteda fotovoltaica noBrasil ateacute 2050

Figura 211 Projeccedilatildeo da geraccedilatildeo distribuiacuteda fotovoltaica no Brasil por setores ateacute 2050(TOLMASQUIM 2015)

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De acordo com a CBIC (2016) os principais benefiacutecios oferecidos pela geraccedilatildeo distribuiacutedasatildeo a postergaccedilatildeo de investimentos em expansatildeo nos sistemas de distribuiccedilatildeo e trans-missatildeo o baixo impacto ambiental a reduccedilatildeo no carregamento das redes a reduccedilatildeo deperdas e a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica Na figura 212 eacute possiacutevel entender comofunciona um sistema com geraccedilatildeo distribuiacuteda (GD) onde a geraccedilatildeo estaacute mais proacutexima doconsumo e outro sistema onde a geraccedilatildeo eacute centralizada (GC) ou seja mais afastada doconsumo

Figura 212 Geraccedilatildeo centralizada e distribuiacuteda(CBIC 2016)

Apoacutes a publicaccedilatildeo da REN 48212 iniciou-se no paiacutes um lento processo de difusatildeo demicro e minigeradores distribuiacutedos o qual comeccedilou a acelerar a partir de 2016 A figura213 apresenta os valores acumulados de conexotildees e consumidores que recebem os creacuteditosde micro e minigeraccedilatildeo distribuiacuteda ateacute o dia 23052017

Figura 213 Expansatildeo da geraccedilatildeo distribuiacuteda(ANEEL 2017a)

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Conforme apresentado na figura 213 o nuacutemero de consumidores com micro ou minige-raccedilatildeo distribuiacuteda no final de 2016 eacute 44 vezes superior ao registrado no final de 2015indicando um crescimento acentuado no uacuteltimo ano mas ainda abaixo do potencial deexpansatildeo no paiacutes (ANEEL 2017a) A figura 214 ilustra a distribuiccedilatildeo dos geradoresinstalados por fonte de energia indicando que a fonte solar fotovoltaica representa 99do nuacutemero total de instalaccedilotildees seguida pela fonte eoacutelica (ANEEL 2017a)

Figura 214 Nuacutemero de conexotildees por tipo(ANEEL 2017a)

Em termos de potecircncia instalada a fonte solar responde por 70 e a eoacutelica por 9 comomostra a figura 215

Figura 215 Potecircncia instalada por fonte(ANEEL 2017a)

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Capiacutetulo Dois 28 Regulamentaccedilotildees da ANEEL No 4822012 e No 6872015

28 Regulamentaccedilotildees da ANEEL No 4822012 e No 6872015

Segundo Mian (2015) e Costa Souza amp Silva (2014) a regulamentaccedilatildeo estaacute sendo umponto primordial para viabilizar essa forma de geraccedilatildeo e mudanccedilas significativas ocor-reram nos uacuteltimos anos com accedilotildees do governo para o desenvolvimento desta fonte deenergia como eacute o caso da Resoluccedilatildeo Normativa No 4822012 da ANEEL (2014) que em2015 foi revisada dando origem a Resoluccedilatildeo No 6872015 onde detalha a microgeraccedilatildeo eminigeraccedilatildeo permitindo que o consumidor instale pequenos geradores (tais como paineacuteissolares fotovoltaicos e microturbinas eoacutelicas entre outros) em sua unidade consumidorainjetando energia ativa na rede de distribuiccedilatildeo e troque energia com a distribuidora localO objetivo da regulamentaccedilatildeo eacute reduzir os impasses regulatoacuterios que existem para cone-xatildeo de geraccedilatildeo de pequeno porte disponiacutevel na rede de distribuiccedilatildeo a partir de fontes deenergia incentivadas bem como introduzir o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetricaaleacutem de estabelecer adequaccedilotildees necessaacuterias nos Procedimentos de Distribuiccedilatildeo ndash PRO-DIST (EPE 2012) Segundo a ANEEL (2015) essa modalidade especificamente visabeneficiar os consumidores atendidos por

bull Microgeraccedilatildeo distribuiacuteda central geradora de energia eleacutetrica com potecircncia insta-lada menor ou igual a 75 kW e que utilize cogeraccedilatildeo qualificada conforme regula-mentaccedilatildeo da ANEEL ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectada na rede dedistribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras

bull Minigeraccedilatildeo distribuiacuteda central geradora de energia eleacutetrica com potecircncia instaladasuperior a 75 kW e menor ou igual a 3 MW para fontes hiacutedricas ou menor ou igual a5 MW para cogeraccedilatildeo qualificada conforme regulamentaccedilatildeo da ANEEL ou para asdemais fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectada na rede de distribuiccedilatildeo pormeio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras

Para que seja caracterizada como micro ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda satildeo obrigatoacuterias asetapas de solicitaccedilatildeo e de parecer de acesso A solicitaccedilatildeo de acesso eacute o requerimento for-mulado pelo acessante (consumidor) e que uma vez entregue agrave acessada (distribuidora)implica em prioridade de atendimento de acordo com a ordem cronoloacutegica de protocoloNessa solicitaccedilatildeo de acesso deve constar o projeto das instalaccedilotildees de conexatildeo (memorialdescritivo localizaccedilatildeo arranjo fiacutesico diagramas) aleacutem de outros documentos e informa-ccedilotildees eventualmente solicitados pela distribuidora (ANEEL 2014) A figura 23 detalhaos documentos necessaacuterios para adesatildeo aos sistemas de microgeraccedilatildeo e minigeraccedilatildeo

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Tabela 23 Documentaccedilatildeo necessaacuteria para o pedido de conexatildeo com a rede da distribuidora(CBIC 2016)

Segundo determinaccedilatildeo da ANEEL (2012a) para viabilizar o acesso agrave rede de distribuiccedilatildeoeleacutetrica existem quatro etapas procedimentais que devem ser observadas que satildeo

bull CONSULTA DE ACESSO ndash Eacute feita pelo acessante agrave acessada e visa obter informa-ccedilotildees teacutecnicas que embasam os estudos pertinentes ao acesso No caso de centraisgeradoras esta etapa eacute opcional para fins de registro poreacutem necessaacuteria para fins deautorizaccedilatildeo

bull INFORMACcedilAtildeO DE ACESSO ndash Trata-se da resposta formal e obrigatoacuteria que aacessada daacute ao acessante a respeito do acesso pretendido Nela constam informaccedilotildeestais como a classificaccedilatildeo da atividade definiccedilatildeo do ponto de conexatildeo responsabili-dades do acessante entre outras A informaccedilatildeo de acesso deve ser apresentada aoacessante por escrito Aleacutem do mais trata-se de um documento necessaacuterio para seobter autorizaccedilatildeo da usina junto agrave ANEEL Caberaacute agrave central geradora informar agravedistribuidora acessada a protocolizaccedilatildeo do pedido de autorizaccedilatildeo junto agrave ANEEL

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bull SOLICITACcedilAtildeO DE ACESSO ndash Apoacutes a publicaccedilatildeo do ato autorizativo por parteda ANEEL central geradora faraacute uma solicitaccedilatildeo de acesso junto agrave distribuidoraTrata-se de um requerimento formulado pelo acessante agrave acessada que implicaraacute naprioridade do atendimento obedecendo agrave ordem cronoloacutegica de protocolo com osdocumentos necessaacuterios

bull PARECER DE ACESSO ndash Trata-se do documento apresentado pela acessada emque satildeo informadas as condiccedilotildees de acesso compreendendo a conexatildeo e o uso aleacutemdos requisitos teacutecnicos que permitem a conexatildeo das instalaccedilotildees do acessante comseus respectivos prazos Apoacutes a emissatildeo do parecer de acesso ocorreraacute a assinaturado contrato entre as partes que tem por objetivo regular as condiccedilotildees procedimen-tos direitos e obrigaccedilotildees das partes em relaccedilatildeo ao uso soacute sistema de distribuiccedilatildeoobservado o MUSD contratado e o pagamento dos encargos de uso

Nardy (2017) cita pontos relevantes que sofreram alteraccedilatildeo com a revisatildeo que gerou aResoluccedilatildeo Normativa No 6872015

bull O prazo para o consumidor utilizar os creacuteditos da compensaccedilatildeo de energia eleacutetricapassa para cinco anos

bull Possibilidade de instalaccedilatildeo de geraccedilatildeo distribuiacuteda em empreendimentos de muacuteltiplasunidades consumidoras ou seja os condomiacutenios podem fazer a compensaccedilatildeo deforma conjunta das contas de suas unidades

bull Criaccedilatildeo da figura da geraccedilatildeo compartilhada que permite que diversos interes-sados se unam em um consoacutercio ou em uma cooperativa instalem uma micro ouminigeraccedilatildeo distribuiacuteda e utilizem a energia gerada para reduccedilatildeo das faturas dosconsorciados ou cooperados (formaccedilatildeo de consoacutercios)

bull Revisatildeo dos procedimentos necessaacuterios para se conectar a micro ou minigeraccedilatildeo dis-tribuiacuteda agrave rede da distribuidora sendo estabelecidas regras que simplificam o pro-cesso O prazo total para a distribuidora conectar usinas de ateacute 75 kW foi reduzidopara 34 dias

Aa figura 216 resume todo o processo com seus respectivos prazos para que a unidadeconsumidora solicite a conexatildeo agrave rede da distribuidora

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Figura 216 Procedimentos e prazos para conexatildeo(CBIC 2016)

Com relaccedilatildeo agrave participaccedilatildeo dos consumidores ateacute 230517 destacam-se as classes resi-dencial (795) e comercial (15) conforme ilustrado na Figura 217

Figura 217 Consumo de acordo com classes(ANEEL 2017a)

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Capiacutetulo Dois 29 Tributos associados a geraccedilatildeo distribuiacuteda

A ANEEL (2014) publicou em marccedilo de 2014 o Caderno Temaacutetico de Mini e Microge-raccedilatildeo Distribuiacuteda com o objetivo de esclarecer as condiccedilotildees para o acesso aos micro eminigeradores assim como demonstrar e exemplificar o mecanismo de compensaccedilatildeo e fa-turamento da energia gerada De acordo com Carvalho (2014) a Resoluccedilatildeo no 6872015traz benefiacutecios tanto para consumidores como para as distribuidoras como exemplo ainduacutestria da eletricidade que passaraacute a valorizar este sistema quanto a sua capacidade deproduccedilatildeo de energia e aos benefiacutecios que podem trazer ao sistema como um todo A induacutes-tria da construccedilatildeo vai valorizar a utilizaccedilatildeo de paineacuteis fotovoltaicos sob a oacutetica da esteacuteticae da funcionalidade dos equipamentos que podem se integrar agraves edificaccedilotildees Jannuzzi ampMelo (2013) alertam que qualquer poliacutetica para promover a geraccedilatildeo de energia renovaacuteveldistribuiacuteda deve ter impactos equilibrados sobre os serviccedilos puacuteblicos e os pequenos produ-tores com um sistema de proteccedilatildeo adequado para evitar danos ao sistema e transparecircncianas transaccedilotildees energeacuteticas Segundo Nardy (2017) o modelo adotado pelo Brasil aindanatildeo apresentou resultados satisfatoacuterios dada a pequena evoluccedilatildeo apresentada em poucomais de quatro anos de vigecircncia da legislaccedilatildeo para o setor

29 Tributos associados a geraccedilatildeo distribuiacuteda

De acordo com Mian (2015) a reduccedilatildeo de impostos pode ser considerada uma ferramentade suporte com o mesmo intuito de subsiacutedios de capital direto pois seu objetivo tambeacutemeacute reduzir o custo inicial de uma nova instalaccedilatildeo Isenccedilatildeo ou reduccedilatildeo de tributos fiscaisem particular sobre o investimento sobre a produccedilatildeo de energia e sobre o mercado debens e capital que satildeo aplicaacuteveis para a compra (ou produccedilatildeo) de tecnologias de energiasrenovaacuteveis Esse mecanismo depende dos interesses e metas do governo de cada paiacutes e eacuteinfluenciado pelo ambiente poliacutetico e econocircmicoO preccedilo final aplicado aos consumidores do estado da Bahia eacute composto pelo consumoda energia em kWhmecircs mais 27 do Imposto de Circulaccedilatildeo de Mercadoria e Serviccedilos- ICMS que eacute um imposto de valor fixo 112 do Programa de Integraccedilatildeo Social ndash PISe 516 referente a Contribuiccedilatildeo para o Financiamento da Seguridade Social - COFINSque satildeo impostos que seguem criteacuterios de natildeo-cumulatividade e incidem sobre o consumode energia eleacutetrica onde a base de caacutelculo eacute o faturamento mensal do consumidor assimentendido o total das receitas contabilizadas pela pessoa juriacutedica independentemente desua denominaccedilatildeo ou classificaccedilatildeo contaacutebil Aleacutem desses tributos o consumidor de energiapaga a Contribuiccedilatildeo de Iluminaccedilatildeo Puacuteblica (CIP) valor destinado a Prefeitura Municipaldefinido conforme a faixa de consumoConsiderando a vigecircncia do Convecircnio ICMS no 6 de 5 de abril de 2013 do Confaz a partirdo custo atualizado pela EPE (2014b) que fixou orientaccedilatildeo segundo a qual o ICMS natildeoincide apenas no consumo liacutequido e sim no consumo bruto e uma aliacutequota de ICMS de25 a EPE (2014b) calculou que o custo estimado para a energia de fonte solar usandotecnologia fotovoltaica atualizado para 2014 seria de aproximadamente R$ 70000MWh

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A partir desse valor concluiu que a instalaccedilatildeo dos paineacuteis natildeo seria viaacutevelDessa forma e tendo como referecircncia as tarifas das distribuidoras vigentes em setembro de2014 constata-se que no segmento residencial natildeo eacute viaacutevel instalar painel fotovoltaico Nosegmento comercial a instalaccedilatildeo de painel fotovoltaico de potecircncia de 100 kWp eacute viaacutevel nasaacutereas de concessatildeo de 10 empresas dentre as quais CELPA CELTINS e ELETROACREe no segmento industrial a instalaccedilatildeo de painel fotovoltaico de potecircncia de 1000 kWpseria viaacutevel nas aacutereas de concessatildeo de 8 empresas dentre as quais a CEMAT (SILVA2015)O autor tambeacutem lista algumas medidas legislativas que podem produzir efeitos positivospara o desenvolvimento da energia solar

bull Disciplina sobre a incidecircncia de ICMS na energia injetada pela microgeraccedilatildeo e mi-nigeraccedilatildeo distribuiacutedas na rede das distribuidoras de energia eleacutetrica

bull Inclusatildeo como um dos criteacuterios de divisatildeo dos recursos do Fundo de Participaccedilatildeodos Estados (FPE) e do Fundo de Participaccedilatildeo dos Municiacutepios (FPM) a geraccedilatildeo deenergia eleacutetrica por fonte solar

bull Flexibilizaccedilatildeo da exigecircncia de aplicaccedilatildeo pelas distribuidoras de energia eleacutetrica de60 dos recursos destinados agrave eficiecircncia energeacutetica em beneficiaacuterios da Tarifa Socialde Energia Eleacutetrica

bull Garantia de verbas para pesquisa e desenvolvimento no acircmbito do Orccedilamento Geralda Uniatildeo e

bull Permissatildeo por tempo determinado para usar o Fundo de Garantia do Tempo deServiccedilo (FGTS) para aquisiccedilatildeo de equipamentos de geraccedilatildeo fotovoltaica pela micro-geraccedilatildeo distribuiacuteda e pela minigeraccedilatildeo distribuiacuteda

Com o objetivo de incentivar a geraccedilatildeo distribuiacuteda em 2015 foi emitido pelo ConselhoNacional de Poliacutetica Fazendaacuteria (CONFAZ) o Convecircnio ICMS 162015 que isenta opagamento de ICMS sobre o excedente de energia eleacutetrica gerada por sistemas de geraccedilatildeodistribuiacuteda como a solar fotovoltaica (NARDY 2017) Nessa modalidade o tributo eacuteaplicado apenas sobre a energia que o consumidor receber da rede eleacutetrica descontando aeletricidade que for devolvida ao sistema eleacutetrico Por exemplo uma unidade consumidoraque possui um consumo de 250 kWh ao mecircs e que produza 100 kWh iraacute recolher agraveICMS apenas sobre 150 kWh Isso visa tornar a geraccedilatildeo distribuiacuteda mais acessiacutevel paraos consumidores que pagaratildeo tributos somente sobre a energia que natildeo devolverem adistribuidora

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Capiacutetulo Dois 210 Sistemas de Tarifaccedilatildeo

210 Sistemas de Tarifaccedilatildeo

2101 Dual Metering

O principal mecanismo de apoio a projetos de energia renovaacutevel nos EUA foi implantadoem 1978 chamado de PURPA (Public Utilities Regulatory Policy Act) e subsequumlente-mente as suas regras foram implementadas pela FERC (Federal Energy Regulatory Com-mission) que estabeleceu que as companhias de eletricidade deveriam comprar energiade origem renovaacutevel ou de cogeradores quando seus preccedilos fossem menores que os custosevitados das companhias eleacutetricas No caso especiacutefico de consumidores que produzem suaeletricidade a partir de fontes renovaacuteveis este mecanismo permitiu a celebraccedilatildeo de umcontrato entre a concessionaacuteria e o consumidor chamado de dual metering mediante oqual estes consumidores poderiam conectar suas unidades de geraccedilatildeo agrave rede empregar aenergia produzida para atender a sua demanda instantacircnea e no caso de existir venderseu excedente de energia o qual a concessionaacuteria seria obrigada a comprar segundo seuscustos evitados O fato dos custos evitados serem de trecircs a cinco vezes inferiores agrave tarifanormal de um consumidor residencial foi uma forte motivaccedilatildeo para que os consumidoresque adotaram esta forma de contrataccedilatildeo decidissem usar a energia no momento em queera geradaO dual metering requeria a instalaccedilatildeo de dois medidores unidirecionais um para medira energia utilizada da rede e outro para medir a energia produzida em excesso e injetadana rede para que a concessionaacuteria possa realizar o faturamento correspondente Isto sig-nificou para as concessionaacuterias gastos adicionais entrega da fatura ao consumidor pelaenergia comprada leitura de dois medidores e gastos para o processamento e caacutelculo daenergia a ser paga devido agrave existecircncia de um medidor adicional (RODRiacuteGUEZ 2002)

2102 Feed-in tariff

Considerado um modelo de sucesso e sendo utilizada em mais de 40 paiacuteses no mundo(FARIA TRIGOSO CAVALCANTI 2016) o funcionamento das feed-in tariffs tambeacutemchamada de tarifa precircmio eacute dado atraveacutes do estabelecimento de um preccedilo estipuladopelo governo para que as distribuidoras de energia eleacutetrica paguem por cada kWh ge-rado atraveacutes tecnologias baseadas em fontes renovaacuteveis ocorrendo reduccedilatildeo de preccedilos aolongo do tempo com o objetivo de forccedilar ou incentivar desenvolvimentos que levem areduccedilatildeo do custo de geraccedilatildeo da fonte fotovoltaica atraveacutes da oferta de contratos de longoprazo aos produtores de energias renovaacuteveis normalmente com base no custo de geraccedilatildeode cada tecnologia (RODRiacuteGUEZ 2002 NOGUEIRA 2011 PERLOTTI et al 2012LANDEIRA 2013 MIAN 2015) Normalmente incentivos fiscais e subsiacutedios diversossatildeo excluiacutedos do caacutelculo para composiccedilatildeo da tarifa (NARDY 2017)

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Embora tenha sido implementado pela primeira vez no final dos anos 70 nos EstadosUnidos o mecanismo de tarifa precircmio se tornou popular apoacutes o sucesso da Lei Alematildede Energias Renovaacuteveis de 2000 uma reforma da lei anterior dos anos 1990 tornando aAlemanha um dos maiores produtores de energia fotovoltaica do mundo onde jaacute existeuma paridade tarifaacuteria com outras fontesA figura abaixo compara accedilotildees de incentivo que alguns paiacuteses no mundo fizeram paraalavancar a geraccedilatildeo distribuiacuteda

Tabela 24 Incentivos para implantaccedilatildeo de geraccedilatildeo distribuiacuteda em alguns paiacuteses(CARVALHO 2014)

A feed-in tariff tem se transformado no principal mecanismo de promoccedilatildeo do desenvolvi-mento das tecnologias de geraccedilatildeo de energia a partir de fontes renovaacuteveis especialmentea solar fotovoltaica interligada agrave rede seguidos pelos subsiacutedios de capital destinados acombater a barreiras de custo As principais vantagens satildeo a seguranccedila para investidoressimplicidade e facilidade de implementaccedilatildeo custo efetividade e a capacidade de provocaro crescimento de uma variedade de tecnologias (NOGUEIRA 2011)As tarifas do feed-in fixas garantem o preccedilo miacutenimo da energia gerada independente domercado de eletricidade e os precircmios subsidiada por ateacute 20 anos o que se observa umaclara tentativa de incentivar mais consumidores com seus sistemas conectados agrave geraccedilatildeopor fontes solar ou eoacutelica agrave rede e assim agregar valor ao sistema o que possibilita au-mento da geraccedilatildeo de energia limpa em detrimento da demanda pelas fontes tradicionaisagrave eacutepoca energia nuclear e hidreleacutetrica (FEITOSA 2010 CARVALHO 2014)O custo da tarifa precircmio pode ser pago pelos contribuintes por meio de impostos que eacuteo caso mais comum na Europa ou por meio de um aumento na conta de eletricidadeA maioria dos paiacuteses natildeo estabeleceram um teto nos gastos com a tarifa precircmio o quegerou um raacutepido desenvolvimento na Alemanha Itaacutelia Espanha e vaacuterios outros paiacutesesA explosatildeo de mercado ocorrida em alguns paiacuteses se deu devido agrave discrepacircncia entre ocusto das instalaccedilotildees de geraccedilatildeo FV e os valores das tarifas precircmio Os valores de vendada energia natildeo se adaptaram tatildeo rapidamente ao decliacutenio dos custos de novas instalaccedilotildeespropiciando um ambiente de investimentos de alta rentabilidade e provocando um cresci-mento desenfreado Essas explosotildees de mercado foram observadas na Espanha em 2008e na Itaacutelia em 2011 por exemplo Mais recentemente alguns paiacuteses adotaram tarifasprecircmio que variam com o tempo mas sempre de forma programada para que haja incen-

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tivo agrave eficiecircncia e as tecnologias tenham que buscar serem cada vez mais competitivasaleacutem de controlar a rentabilidade de novas instalaccedilotildees propiciando um melhor controledo mercado e evitando explosotildees repentinas (MIAN 2015)A figura 218 explica como funciona esse modelo de tarifaccedilatildeo onde o sistema de remune-raccedilatildeo pode medir o total de kWh produzido incluindo o consumo FiT bruto ou o kWhliacutequido O FiT bruto implica que toda a energia produzida pelo sistema fotovoltaico eacute re-munerada e que a energia consumida pelo sistema (por exemplo a energia usada por umacasa com um sistema fotovoltaico) eacute comprada da rede eleacutetrica no preccedilo da eletricidadeJaacute na mediccedilatildeo liacutequido eacute garantida uma remuneraccedilatildeo para somente o liacutequido de energiainjetada na rede eleacutetrica (a energia produzida por FV menos a energia consumida pelascargas domeacutesticas)

Figura 218 Esquema FiT(RODRiacuteGUEZ 2002)

Paiacuteses como Portugal adotaram um regime bonificado onde o governo garante por 10anos a compra de energia produzida a uma taxa bonificada de 065 euroskWh contra os011 euroskWh que atualmente o consumidor paga o que soacute por si justifica a opccedilatildeo dainstalaccedilatildeo apenas para venda e natildeo para consumo proacuteprio (SANTOS 2008)Sendo mais conservador um dos cenaacuterios dessa pesquisa promove que a unidade consu-midora atraveacutes de um programa de tarifa precircmio venda a energia gerada por um valor 4vezes maior do que o valor da energia paga a distribuidora durante 10 anos e apoacutes issoproceda de acordo com o modelo de compensaccedilatildeo de creacuteditos

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2103 Net Metering

O modelo de tarifaccedilatildeo net metering (tambeacutem conhecido como sistema de compensaccedilatildeo deenergia eleacutetrica) eacute um sistema de mediccedilatildeo utilizado por alguns paiacuteses que jaacute possuem ossistemas fotovoltaicos em residecircncias conectados agrave rede para realizar a mediccedilatildeo de geraccedilatildeoe consumo de energia do sistema Eacute utilizado um instrumento de mediccedilatildeo eletrocircnico queregistra o consumo de energia eleacutetrica que eacute fornecida pelo sistema implantado e tambeacutema quantidade de energia que foi consumida da rede eleacutetrica e ainda se foi feito exportaccedilatildeocom o uso de um uacutenico medidor que gira em sentido contraacuterio no momento que a produccedilatildeosupera ao consumo (VILLALVA GAZOLI 2012 apud NASCIMENTO et al 2016)Com esse sistema o consumidor soacute paga a diferenccedila ou recebe o creacutedito do que consumiuou do que gerou de energia eleacutetrica sem levar em consideraccedilatildeo o periacuteodo de consumoou de geraccedilatildeo de energia ao contraacuterio do dual metering (RODRiacuteGUEZ 2002) Parao sistemas instalado em residencias considerando o modelo do padratildeo brasileiro comsistema net metering eacute mais interessante do ponto de vista econocircmico planejar a geraccedilatildeoligeiramente inferior ao consumo residencial pois o excedente gera apenas creacuteditos comdata de vencimento definida para ser utilizada (SILVA MOISEacuteS 2016)O benefiacutecio econocircmico da micro e minigeraccedilatildeo se daacute atraveacutes do sistema de compensaccedilatildeode energia eleacutetrica (SCEE) que estaacute em vigor desde dezembro de 2012 seis meses apoacutesa regulamentaccedilatildeo pela Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica (ANEEL) desse tipo degeraccedilatildeo atraveacutes da Resoluccedilatildeo Normativa No 4822012 Pelo SCEE a energia gerada pelaunidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda que natildeo eacute consumidana hora eacute injetada na rede e cedida por meio de empreacutestimo gratuito agrave distribuidoralocal Posteriormente a energia cedida agrave concessionaacuteria pode ser compensada com oconsumo de energia eleacutetrica no momento que se fizer necessaacuterio geralmente a noite ounos meses subsequentes dentro do prazo maacuteximo de 60 meses natildeo fazendo jus o consumidora qualquer forma de compensaccedilatildeo apoacutes o seu vencimento sendo revertidos em prol damodicidade tarifaacuteria Natildeo haacute pagamento para a energia injetada na rede de distribuiccedilatildeoe esta injeccedilatildeo eacute limitada ao niacutevel de consumo da unidade consumidora (ANEEL 2012bANEEL 2015)A competitividade nesse modelo deve ser analisada com base nos valores da tarifa pagapelo consumidor agrave concessionaacuteria poreacutem Faria Trigoso amp Cavalcanti (2016) acreditamque este incentivo adotado pelo governo natildeo eacute forte o suficiente para impulsionar a geraccedilatildeofotovoltaica distribuiacuteda e reflete o fato que os consumidores da rede de distribuiccedilatildeo natildeoestatildeo prontos para gerar grandes quantidades de energia

A figura 219 mostra o esquema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica que pode ser entendidoda seguinte forma

bull Nos momentos em que a central natildeo gera energia suficiente para abastecer a unidadeconsumidora a rede da distribuidora local supriraacute a diferenccedila Nesse caso seraacute

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utilizado o creacutedito de energia ou caso natildeo haja o consumidor pagaraacute a diferenccedila

bull Quando a unidade consumidora natildeo utiliza toda a energia gerada pela central ela eacuteinjetada na rede da distribuidora local gerando creacutedito de energia Cliente do grupoA paga apenas a parcela referente agrave demanda e o do grupo B paga apenas o custode disponibilidade

Figura 219 Esquema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica(CBIC 2016)

Podem participar do sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidores respon-saacuteveis por unidade consumidora

1 Com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda de qualquer tipo em qualquer classede consumo residenciais comerciais industriais serviccedilo puacuteblico etc

2 Integrantes de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras tipo condomiacute-nios

3 Caracterizados como geraccedilatildeo compartilhada

4 Caracterizados como autoconsumo remoto

Para se definir qual o melhor tipo de tarifaccedilatildeo a ser implantado eacute necessaacuterio levar emconta o perfil de consumo energeacutetico do consumidor a reduccedilatildeo da quantidade de energiaconsumida proposta pelo sistema fotovoltaico instalado e os subsiacutedios fornecidos parafinanciar tal sistema (YAMAMOTO 2012)

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2104 Leilatildeo de energia

A forma mais comum utilizada no Brasil e que jaacute foi utilizado em outros paiacuteses eacute o leilatildeode energia proveniente da energia solar O governo realiza leilotildees com cota de energiadessa fonte e os projetos com menor custo de construccedilatildeo ganham o leilatildeo tendo um prazopreacute-definido para colocar os empreendimentos em operaccedilatildeo que variam de 3 a 5 anos emmeacutediaOs leilotildees especiacuteficos para energia solar podem ser encarados como uma combinaccedilatildeo dastarifas precircmio e das cotas de energia pois o preccedilo eacute fixado em valores maiores dos que ospraticados usualmente e uma quantidade determinada dessa fonte eacute contratadaO primeiro leilatildeo deste tipo ocorreu no Brasil em outubro de 2014 com preccedilo meacutedio devenda da energia fotovoltaica no Leilatildeo de Energia Reserva foi R$ 21512MWh variandode R$ 20082 a 22080MWh e representando na meacutedia um desaacutegio de 179 em relaccedilatildeoao preccedilo-teto de R$ 26200 Em termos de US$MWh estes preccedilos foram de cerca deUS$ 82 e 90MWh considerando uma taxa de cacircmbio de R$ 245US$ Em simplescomparaccedilatildeo com diversas referecircncias mundiais recentes mostradas na lista da figura 25eacute possiacutevel inferir que o preccedilo de venda de energia solar fotovoltaica no LER2014 seencontra entre os mais baixos do mundo (EPE 2014a MIAN 2015)

Tabela 25 Referecircncias internacionais de preccedilo de energia fotovoltaica(EPE 2014a)

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Capiacutetulo Dois 211 Paridade Tarifaacuteria

Antes do LER 2014 o Estado de Pernambuco jaacute havia realizado um leilatildeo especiacutefico paraa fonte solar em dezembro de 2013 Foram contratados seis projetos com 122 MW depotecircncia total ao preccedilo meacutedio de R$ 22863MWh Depois da desclassificaccedilatildeo de um dosprojeto a potecircncia total caiu para 92 MW (MIAN 2015 SILVA 2015)

211 Paridade Tarifaacuteria

Por paridade tarifaacuteria entende-se a tarifa de energia eleacutetrica praticada pelas empresasde distribuiccedilatildeo que viabiliza a instalaccedilatildeo dos paineacuteis fotovoltaicos (SILVA 2015) Afigura 220 mostra que com o aumento da tarifa de energia eleacutetrica implementaccedilatildeo dabandeira vermelha e exclusatildeo do ICMS na compensaccedilatildeo da energia a paridade tarifaacuteria foialcanccedilada para geraccedilatildeo distribuiacuteda em meados de 2014 que inicialmente era projetadapara o ano de 2018

Figura 220 Evoluccedilatildeo da viabilidade tarifaacuteria(TOLMASQUIM 2015)

O graacutefico da figura 221 mostra o quanto a isenccedilatildeo do ICMS eacute importante na viabilizaccedilatildeodo projeto Poreacutem tais dados se referem a consumidores residenciais que possuem umatarifa maior do que consumidores de grande porte como o centro de pesquisa em estudoque eacute um consumidor tipo A

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Capiacutetulo Dois 212 Revisatildeo da literatura

Figura 221 Paridade tarifaacuteria e viabilizaccedilatildeo de mercado(TOLMASQUIM 2015)

212 Revisatildeo da literatura

Rodriacuteguez (2002) no seu trabalho avaliou os impactos econocircmicos de alguns dos prin-cipais mecanismos de incentivos aos SFCR voltado para sistemas tarifaacuterios na geraccedilatildeofotovoltaica conectada agrave rede e tambeacutem a concessatildeo de subsiacutedios para diminuir os custosiniciais de implantaccedilatildeo Segundo ele o modelo tarifaacuterio net metering tem uma influecircnciainsignificante na viabilidade econocircmica de um SFCR O mesmo sugere uma incorporaccedilatildeode um subsidio a esse modelo minimizando os custos da instalaccedilatildeo tornando-o viaacutevel

Benedito (2009) buscou caracterizar a produccedilatildeo de eletricidade por meio de SFCR noBrasil a partir do estudo das experiecircncias jaacute desenvolvidas da determinaccedilatildeo do custo daenergia produzida por esses sistemas e de uma anaacutelise do contexto regulatoacuterio no qualeles estatildeo inseridos Para o autor em menos de uma deacutecada seraacute verificada a paridadeentre o kWh fotovoltaico e a tarifa convencional em grande parte das cidades brasileirasapesar da barreira econocircmica que atrapalha a disseminaccedilatildeo dessa tecnologia

Zomer (2010) estudou a contribuiccedilatildeo energeacutetica a viabilidade e os possiacuteveis efeitos dainserccedilatildeo de um gerador fotovoltaico de grande porte da ordem de 1 MW de potecircncia in-tegrado a uma edificaccedilatildeo no meio urbano e conectado agrave rede eleacutetrica puacuteblica na cidade deFlorianoacutepolis analisando principalmente uma possiacutevel recontrataccedilatildeo de demanda junto aconcessionaacuteria local e juntamente com uma comparaccedilatildeo da geraccedilatildeo fotovoltaica mensalcom o consumo energeacutetico da edificaccedilatildeo no mesmo periacuteodo

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Mitscher amp Ruumlther (2012) analisaram a competitividade econocircmica de SFCR em cincocapitais brasileiras atraveacutes do custo da energia eleacutetrica e o Valor Presente Liquido (VPL)A anaacutelise eacute composta por trecircs taxas de juros diferentes que refletem diferentes condiccedilotildeesde aquisiccedilatildeo de capital para financiar o projeto Segundo a anaacutelise dos autores a energiasolar fotovoltaica jaacute eacute competitiva no Brasil

Yamamoto (2012) apresentou uma metodologia sistemaacutetica para avaliar a FiT Net Me-tering e a compra e venda liacutequidas examinando suas diferenccedilas usando um modelo mi-croeconocircmico simples

Jannuzzi amp Melo (2013) apresentaram uma prospectiva de SFCR em residecircncias ava-liando cenaacuterios de difusatildeo da tecnologia ateacute 2030 considerando mecanismos e poliacuteticaspara fomentar o desenvolvimento da geraccedilatildeo fotovoltaica conectada agrave rede Eles avali-aram o Net Metering o Feed-In Tariffs e subsiacutedios diretos agraves instalaccedilotildees fotovoltaicasconsiderando rentaacutevel o sistema onde o kWp custe ateacute R$ 3333 e o preccedilo da energia dadistribuidora seja maior que R$ 033 Os resultados da investigaccedilatildeo mostraram que atecnologia tem tudo para colaborar com a diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica do BrasilDe acordo com estimativas dos autores o paiacutes poderia atingir uma capacidade instaladade 703 MWp no ano 2030 que eacute cerca de 38 da capacidade atual dos EUA No entantoos custos atuais da tecnologia solar fotovoltaica e das tarifas necessitam de incentivosadicionais para uma maior difusatildeo dessa tecnologia

Rodriacuteguez (2002) Alfaia (2012) Landeira (2013) Santana amp Andrade (2014) Naka-bayashi (2014) Rabuske Friedrich amp Fontoura (2016) e Garuzzi amp Romero (2016) re-alizaram levantamentos da viabilidade teacutecnica e econocircmica levando em consideraccedilatildeo olevantamento solarimeacutetrico da regiatildeo de instalaccedilatildeo do sistema estimativa do consumo deenergia anaacutelise de possiacuteveis locais de instalaccedilatildeo dimensionamento do sistema fotovol-taico anaacutelise de viabilidade econocircmica atraveacutes de ferramentas consagradas como Taxa deRetorno Simples (TRS) Valor Presente Liacutequido (VPL) Taxa Interna de Retorno (TIR)Taxa Miacutenima de Atratividade (TMA) Fluxo de Caixa e Payback Descontado

Melo (2014) apresentou resultados decorrentes de um projeto voltado para a implan-taccedilatildeo de um SFCR em baixa tensatildeo em determinada regiatildeo do Brasil O projeto contoucom um sistema de microgeraccedilatildeo incluso no sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetricadescrito na RN No 48212 onde foram observadas as condiccedilotildees e a qualidade da conexatildeodo sistema com a distribuidora

Carvalho (2014) analisou a viabilidade financeira de implantaccedilatildeo de projetos de gera-ccedilatildeo de energia fotovoltaica conectada a rede na perspectiva do consumidor de acordo coma RN No 42812 atraveacutes da construccedilatildeo de dois cenaacuterios (i) proposta de autossuficiecircnciaem geraccedilatildeo fotovoltaica pagando o custo de disponibilidade da distribuidora e os impostos

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devidos e (ii) onde o intuito eacute utilizar a energia fotovoltaica de forma a anular o ldquohoraacuteriode solrdquo na geraccedilatildeo alternativa tambeacutem arcando com custos de disponibilidade e impostosdevidos

Holdermann Kissel amp Beigel (2014) pesquisaram sobre a viabilidade econocircmica parainstalaccedilotildees de pequeno porte de SFCR no acircmbito residencial e comercial apoacutes a introdu-ccedilatildeo da RN No 48212 Os autores demonstraram a utilizaccedilatildeo do meacutetodo de fluxo de caixapara calcular os custos de investimento necessaacuterios para os sistemas fotovoltaicos seremeconomicamente viaacuteveis em redes de distribuiccedilatildeo do Brasil Nos caacutelculos eles utilizaramas tarifas de energia eleacutetrica incluindo taxas obtidas atraveacutes da estimativa da AssociaccedilatildeoBrasileira de Induacutestrias Eleacutetricas e Eletrocircnicas (ABINEE) entrevistas telefocircnicas e infor-maccedilotildees disponiacuteveis publicamente

Secundes (2015) apresentou para uma central fotovoltaica de 25 MWp conectada agrave redeem Meacutedia Tensatildeo instalada no municiacutepio de Petrolina ndash PE a sua composiccedilatildeo os ele-mentos que satildeo requisitos para escolha da localidade de instalaccedilatildeo e da tecnologia dosmoacutedulos fotovoltaicos as exigecircncias nacionais e internacionais quanto agraves caracteriacutesticasdos equipamentos que compotildeem os SFCR as normativas teacutecnico-operacionais estabeleci-das pela ANEEL e as normativas legais para obtenccedilatildeo do licenciamento ambiental

Dufo-Loacutepez amp Bernal-Agustiacuten (2015) apresentaram uma metodologia abrangente paraavaliaccedilatildeo das diferentes poliacuteticas de net metering e net billing utilizados em diferentespaiacuteses incluindo as poliacuteticas decretadas na Espanha

Oliveira (2008) Nakabayashi (2014) Pereira (2015) utilizaram em seus trabalhos o meacutetodode Monte Carlo para analisar o risco econocircmico da implantaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos

Tan amp Chow (2016) investigaram o custo da energia em diferentes cenaacuterios utilizando MA-TLABSimulink considerando um sistema fotovoltaico de 100 kWp instalando no campusde uma universidade na Malaacutesia nos cenaacuterios de Feed-in Tariffs (FiT) e Net MeteringEles demonstraram que o retorno do investimento pelo modelo FiT era de 115 anos e nomodelo Net Metering 161 anos

Thakur amp Chakraborty (2016) realizaram uma anaacutelise da viabilidade do sistema NetMetering na Iacutendia Segundo os autores o modelo atual utilizado no Paiacutes natildeo beneficiapequenos consumidores e assim propuseram um modelo utilizando a anaacutelise e simulaccedilatildeode dados recolhidos a partir de entrevistas com trecircs tipos diferentes de consumidores emrelaccedilatildeo ao estilo de vida e grau de instruccedilatildeo familiar As simulaccedilotildees foram realizadastanto para viabilidade teacutecnica quanto financeira de um projeto de 100 kW resultando emum VPL positivo caso houvesse uma geraccedilatildeo centralizada atendendo 80 nas trecircs classesde consumidores obtendo assim um menor tempo de retorno

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Nardy (2017) propotildee o emprego de uma metodologia para caacutelculo da tarifa a ser pagaao microgerador de forma que o seu lucro durante a vida uacutetil do sistema de geraccedilatildeodistribuiacuteda seja equivalente aos rendimentos que obteria se aplicasse seus recursos eminvestimentos tiacutepicos do mercado financeiro atraveacutes de revisotildees e atualizaccedilotildees perioacutedicasda tarifa (R$kWh) que garantam o mesmo saldo acumulado do melhor investimento aolongo da vida uacutetil de operaccedilatildeo do sistema de geraccedilatildeo distribuiacuteda Esta proposta pode serclassificada como uma variaccedilatildeo da poliacutetica Feed-in Tariff - FiT conhecida e aplicada emdiversos paiacuteses com o objetivo de fomentar a participaccedilatildeo de fontes renovaacuteveis de energiaem suas matrizes energeacuteticas

Spagnol (2002) Oliveira (2008) Aguiar Alves amp Henning (2010) Fermino et al (2013)Nakabayashi (2014) e Pereira (2015) analisaram a viabilidade de investimentos utilizandoo meacutetodo da simulaccedilatildeo de Monte Carlo atraveacutes de softwares computacionais inclusive emSFCR

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Capiacutetulo Trecircs

Materiais e Meacutetodos

Neste capiacutetulo seraacute apresentada a metodologia para a estimativa da energia gerada a partirde dados histoacutericos de irradiaccedilatildeo da regiatildeo em estudo custo do SFCR a ser implantadoe tambeacutem levantamento do custo do kWp instalado Um modelo utilizando o meacutetodo deMonte Carlo seraacute apresentado para investigar o comportamento do VPL TIR e paybackao longo do tempo em diferentes modelos de incentivo a geraccedilatildeo fotovoltaica frente agravevariaccedilotildees da tarifa convencional custos de implantaccedilatildeo e TMA

31 Modelo inicial

Para analisar a viabilidade econocircmica da geraccedilatildeo de energia eleacutetrica a partir de SFCResta pesquisa propotildee um estudo de caso na modalidade intriacutenseca de natureza quanti-tativa fazendo levantamento de variaacuteveis para a instalaccedilatildeo de um sistema fotovoltaicoconectado agrave rede conforme a Resoluccedilatildeo Normativa No 4822012 e No 6872015 conside-rando a viabilidade econocircmica atraveacutes do Valor Presente Liacutequido (VPL) Taxa Interna deRetorno (TIR) e payback (tempo de retorno sobre o investimento) Para isso eacute realizadotambeacutem simulaccedilotildees com um modelo de simulaccedilatildeo de Monte Carlo como ferramenta auxi-liar para tomada de decisatildeo A figura 31 apresenta as etapas de realizaccedilatildeo dessa pesquisa

Figura 31 Estrutura da pesquisaElaborado pelo autor

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Capiacutetulo Trecircs 31 Modelo inicial

Para alcanccedilar o objetivo inicialmente realizou-se pesquisas em bibliografias relacionadasao cenaacuterio de energia fotovoltaica buscando breve histoacuterico e os avanccedilos da tecnologia noBrasil assim como o panorama geral da geraccedilatildeo de eletricidade no paiacutes e suas perspectivasfuturasEm seguida a revisatildeo da literatura buscou detalhar fatores que estatildeo relacionados a ge-raccedilatildeo de energia eleacutetrica com moacutedulos fotovoltaicos atraveacutes de uma revisatildeo dos conceitossobre a energia solar produccedilatildeo de energia eleacutetrica a partir do efeito fotovoltaico e o fun-cionamento destes sistemas conectados agrave redeCom o conhecimento adquirido a etapa seguinte consistiu na realizaccedilatildeo do estudo decaso descrevendo o processo de dimensionamento de um sistema e a estimativa da ener-gia gerada validado atraveacutes do programa PVSyst e apresentado o modelo para a anaacuteliseda implantaccedilatildeo de um sistema gerador de energia eleacutetrica conectado agrave rede nos modelosde tarifaccedilatildeo net metering e feed-in tariffs com diferentes custos de implantaccedilatildeo e tarifasde energia paga a distribuidora utilizando principalmente a simulaccedilatildeo de Monte CarloA proacutexima seccedilatildeo tem como objetivo apresentar as etapas que compotildeem o projeto de umsistema fotovoltaico

1 Levantamento dos dados solarimetricos da regiatildeo onde seraacute instalado

2 Definiccedilatildeo da localizaccedilatildeo e instalaccedilatildeo do sistema

3 Conhecer a curva de carga da unidade consumidora

4 Dimensionamento dos equipamentos de geraccedilatildeo fotovoltaica

311 Definiccedilatildeo do local a ser instalado

Para dar iniacutecio a um sistema fotovoltaico tendo em vista o seu posterior dimensionamentoe respectivo estudo de viabilidade teacutecnica e financeira eacute de grande importacircncia conhecerbem o local da instalaccedilatildeo A visita ao local da instalaccedilatildeo permitiraacute efetuar uma avaliaccedilatildeopreacutevia sobre as condiccedilotildees baacutesicas existentes que poderatildeo levar desde logo a uma indicaccedilatildeomais ou menos favoraacutevel sobre a instalaccedilatildeo de um sistema fotovoltaico Os moacutedulos devemser orientados para o Norte geograacutefico e a inclinaccedilatildeo deve ser aproximadamente igual agraveda latitude do local da instalaccedilatildeo com o objetivo de se ter as menores perdas possiacuteveisna conversatildeo da energia solar em eleacutetrica (MELO 2014)

A figura 32 apresenta a vista superior do centro de pesquisa em estudo local escolhidopara a simulaccedilatildeo da geraccedilatildeo fotovoltaica e seus impactos localizado na cidade de Salvador-Ba

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Figura 32 Edificaccedilatildeo onde seraacute implantado o sistema fotovoltaicoElaborada pelo autor

312 Levantamento solarimeacutetrico da regiatildeo

O nordeste do Brasil eacute uma regiatildeo que possui um grande potencial para geraccedilatildeo de energiafotovoltaica devido a elevada radiaccedilatildeo solar presente na regiatildeo A figura 33 mostra opotencial solar do estado da Bahia onde os maiores iacutendices estatildeo no concentrados naregiatildeo centro-oeste do estado

Figura 33 Dados da irradiaccedilatildeo solar na Bahia(IMPERIAL 2014)

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De acordo Varela (2007) Cronemberger Caamantildeo-Martiacuten amp Saacutenchez (2012) e o pro-grama Sundata do Cresesb desenvolvido por GuimarAtildees amp Galdino (2014) a irradiaccedilatildeosolar diaacuteria anual na cidade de Salvador eacute em meacutedia 527 kWh m2dia e para se obteresse valor os paineacuteis devem estar posicionados com um acircngulo de inclinaccedilatildeo de 13o parao Norte que eacute o equivalente a latitude do localObservamos com mais detalhe o graacutefico da figura 34 que reuni os dados de irradiaccedilatildeoglobal horizontal em Salvador disponiacutevel atraveacutes de sateacutelites em plataformas abertas comoo SWERA (Solar and Wind Energy Resource Assessment) que eacute gerenciado pela UNEP(2001) que tambeacutem reuacutene informaccedilotildees do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espa-ciais) da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e da NREL (NationalRenewable Energy Laboratory) aleacutem dos valores encontrados no Sundata

Figura 34 Graacutefico comparativo da irradiaccedilatildeo solar diaacuteria meacutedia da regiatildeo de Salvador[kWhm2dia] por diferentes oacutergatildeos

Elaborada pelo autor

A tabela 31 apresenta os valores de irradiacatildeo solar mensal e anual Os dados dossateacutelites internacionais da NASA satildeo considerados de baixa resoluccedilatildeo pois satildeo calculadosutilizando as meacutedias para regiotildees de 100 por 100 km2 de aacuterea de extensatildeo Jaacute os dadosdo INPE satildeo para uma superfiacutecie menor de 10 x 10 km2 e por isso satildeo considerados dealta resoluccedilatildeo (COSTA SOUZA SILVA 2014)

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Capiacutetulo Trecircs 32 Dimensionamento do sistema fotovoltaico

Tabela 31 Dados da irradiaccedilatildeo global horizontal diaacuteria meacutedia da regiatildeo de Salvador[kWhm2dia]

Elaborado pelo autor

Segundo o departamento de Fotovoltaica-UFSC (2015) todas essas bases de dados utili-zam informaccedilotildees de sateacutelites validados por dados de piranocircmetros utilizados em campono solo sendo a de maior confiabilidade a irradiaccedilatildeo solar da base de dados no INPE emalta resoluccedilatildeo que seraacute utilizada no dimensionamento do projeto

32 Dimensionamento do sistema fotovoltaico

321 Escolha dos paineis

De acordo com Greenpro (2004) para se definir o moacutedulo fotovoltaico a ser utilizado eacutenecessaacuterio observar as seguintes informaccedilotildees

bull Tipo do material monocristalino policristalino amorfo CdTe e CIS e

bull Tipo do moacutedulo moacutedulo standard com ou sem armaccedilatildeo moacutedulo semitransparentetelha fotovoltaica etc

O proacuteximo passo eacute a determinar aproximadamente a potecircncia gerada pelo sistema fo-tovoltaico atraveacutes do nuacutemero de moacutedulos instalados na aacuterea disponiacutevel Eacute usualmente

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admitido que para se gerar 1 kWp eacute necessaacuteria aproximadamente 8 m2 de aacuterea disponiacutevelconsiderando um painel monocristalino (GREENPRO 2004)

Segundo Costa Souza amp Silva (2014) dois criteacuterios principais devem ser levados emconsideraccedilatildeo na hora de escolher a localizaccedilatildeo dos moacutedulos sombreamento e temperaturapois representam as maiores perdas em sistemas fotovoltaicos Outro ponto importantena escolha do moacutedulo eacute o custo x benefiacutecio em R$Wh ao longo dos 25 anos de operaccedilatildeodo sistema fotovoltaico levando em consideraccedilatildeo tambeacutem as perdas do painel fotovoltaicoque vatildeo de 04 a 065 ao longo de sua vida uacutetil (EPE 2012 SHIMURA et al 2016)Os paineacuteis fotovoltaicos utilizados na instalaccedilatildeo para este estudo de caso possuem 250W cada assim para atender a este sistema seriam necessaacuterios aproximadamente 20000paineacuteis considerando sua potecircncia pico para um periacuteodo meacutedio de insolaccedilatildeo com 527horasdia Cada moacutedulo ocupa uma aacuterea de 163 m2 assim o sistema precisaria de umaaacuterea disponiacutevel de no miacutenimo 32600 m2 A tabela 32 detalha os dados teacutecnicos do painelfotovoltaico utilizado no dimensionamento do sistema

Tabela 32 Dados teacutecnicos do painel fotovoltaico(PVSYST 2014)

322 Escolha dos inversores

Os primeiros sistemas fotovoltaicos possuiacuteam geralmente apenas um inversor centralAtualmente devido ao aumento da potecircncia das respectivas instalaccedilotildees nem sempre eacuteaplicaacutevel esta soluccedilatildeo Segundo Fotovoltaica-UFSC (2015) para a escolha do inversordeve-se verificar no cataacutelogo do equipamento as seguintes informaccedilotildees

bull A potecircncia nominal do inversor

bull A tensatildeo de entrada do inversor

bull Coeficientes de temperatura do modulo fotovoltaica

bull Verificar a temperatura do painel fotovoltaico (veratildeo e inverno)

A escolha do inversor geralmente eacute feita com uma potecircncia ligeiramente menor do que a

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potecircncia do gerador fotovoltaico A relaccedilatildeo seguinte determina a escolha da melhor faixade potecircncia de operaccedilatildeo entre o inversor e o gerador fotovoltaico (WEISS 2007 apudMELO 2014)

0 9times P FV lt P invcc lt 1 1times P FV (31)

Portanto para que os inversores operem com a maacutexima eficiecircncia (gt90) mesmo embaixos niacuteveis de irradiacircncia recomenda-se que sejam dimensionados em 90 da potecircnciade geraccedilatildeo nominal isto eacute a potecircncia do inversor P invcc deve ser ligeiramente menor que apotecircncia instalada de pico do sistema fotovoltaico A tabela 33 detalha os dados teacutecnicosdo inversor utilizado no dimensionamento do sistema

Tabela 33 Dados teacutecnicos do inversor(PVSYST 2014)

323 Custo geral do projeto

A seleccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos e dos inversores deve ser feita apoacutes a anaacutelise de preccedilosentre os fabricantes jaacute que esses dois componentes satildeo responsaacuteveis geralmente por 60 a70 do investimento total do sistema fotovoltaico Os custos de geraccedilatildeo fotovoltaica tecircmdiminuiacutedo de forma constante com o desenvolvimento tecnoloacutegico contiacutenuo e a expansatildeodo mercado apoiado por vigorosas iniciativas de programas governamentaisDe acordo com a Wang et al (2011) EPE (2012) Melo (2014) e Rosa Gasparin amp Mo-ehlecke (2015) o custo de investimento em sistemas fotovoltaicos pode ser decompostoem trecircs itens principais os paineacuteis fotovoltaicos o inversor de linha e o ldquoBalance of theSystem - BoS rdquo que engloba as estruturas mecacircnicas de sustentaccedilatildeo equipamentos eleacutetri-cos auxiliares e de proteccedilatildeo cabos e conexotildees e a engenharia necessaacuteria para a adequaccedilatildeodos componentes do sistema assim como custos gerais de instalaccedilatildeo e montagemA Figura 35 mostra a divisatildeo dos custos de um projeto fotovoltaico

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Figura 35 Divisatildeo dos custos de um projeto fotovoltaico(MELO 2014)

Lacchini amp Santos (2013) e Apolonio (2014) demonstraram em pesquisas que os preccedilos dosmoacutedulos em diferentes fornecedores apresentaram uma reduccedilatildeo consideraacutevel dependendoda quantidade compradaDados divulgados pela EPE (2014b) mostram que a taxa de variaccedilatildeo do custo para aenergia fotovoltaica pode variar entre 15 e 22 adotando como base 18 Isto significaque a cada vez que a produccedilatildeo acumulada dobra os custos reduzem em 18 Estima-setambeacutem que entre 2010 e 2020 haveraacute uma reduccedilatildeo de mais de 40 do custo de instalaccedilatildeodos sistemas fotovoltaicos conforme mostram as tabelas 34 e 35

Tabela 34 Perspectiva internacional de longo prazo para queda dos custos de instalaccedilatildeo dossistemas FV (USDkWp)

(EPE 2014b)

Tabela 35 Trajetoacuteria de reduccedilatildeo de custos (R$kWp)(EPE 2014b)

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Capiacutetulo Trecircs 33 Estimativa da energia produzida pelo SFCR

A Enova Solar (2016) apresenta na figura 36 a meacutedia nacional dos custos para sistemasfotovoltaicos de 2 a 100 kWp baseados em pesquisa realizada no setor fotovoltaico entreos dias 02 e 09 de maio de 2016

Figura 36 Meacutedia nacional do custo unitaacuterio(ENOVA SOLAR 2016)

33 Estimativa da energia produzida pelo SFCR

A produtividade expressa em WhWpano resulta em um fator de capacidade que eacuteparacircmetro baacutesico para anaacutelise da competitividade da geraccedilatildeo solar fotovoltaica Dependedo iacutendice de irradiaccedilatildeo solar da localizaccedilatildeo e da aacuterea disponiacutevelSegundo Alfaia (2012) Melo (2014) e Apolonio (2014) a energia idealmente produzidapelo gerador fotovoltaico (Eideal) eacute o resultado do produto entre o nuacutemero de horas desol equivalente (Heq) obtido pela relaccedilatildeo entre a irradiaccedilatildeo diaacuteria meacutedia pela irradiacircncianominal sob as CTP a aacuterea da superfiacutecie do gerador fotovoltaico (AFV) e a eficiecircncia dosmoacutedulos fotovoltaicos (η)

Eideal = AFV timesHeq times η times 1000Wm2 (32)

Eacute possiacutevel tambeacutem utilizar um diagrama de irradiaccedilatildeo solar para determinar a irradi-accedilatildeo anual que incide em cada unidade de aacuterea a partir da orientaccedilatildeo e inclinaccedilatildeo domoacutedulo (Irr) O valor assim calculado eacute multiplicado pela aacuterea total da superfiacutecie do ge-rador (AFV) resultando na irradiaccedilatildeo anual total que eacute coletada pelo gerador fotovoltaico(GREENPRO 2004 MELO 2014)

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EFV = Irr times AFV times 365 (33)

Segundo a CBIC (2016) outra forma de estimar a energia produzida eacute atraveacutes do fatorde capacidade do local e a potecircncia total instalada em kWp conforme a seguinte equaccedilatildeo

EAC = FC times 8760[h]times P FV (34)

Sendo EAC a energia produzida anual [kWh] PFV a potecircncia instalada total [kWp] e FCo fator de capacidade localJaacute Pinto Amaral amp Janissek (2016) em seu trabalho calcula a geraccedilatildeo de energia eleacutetricautilizando a seguinte equaccedilatildeo abaixo

Qtimes (NP times η)timesGHI times Ltimes T (35)

Q = Nuacutemero de paineacuteisNP = Potecircncia maacutexima do painel (W)η = Rendimento dos moacutedulosGHI = Irradiaccedilatildeo Horizontal Global (kWhm2dia)L = Perdas do painel (Padratildeo 04 nos 15 primeiros anos)T = Periacuteodo de tempo (dias)

Reis (2011) define as seguintes equaccedilotildees para a potecircncia gerada e energia em um sistemafotovoltaico

P s(t) = η times AtimesRs(t) (36)

Ps(t) = Potecircncia geradaη = Rendimento total do sistemaA = Aacuterea do painel solarRs(t) = Radiaccedilatildeo solar incidente em funccedilatildeo do tempo

Eg = PRtimes FC times 8760 hano (37)

Eg = Energia gerada ao anoPR = Performace RatioFC = Fator de capacidade (30)

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Uma outra forma de estimar a energia gerada estaacute descrito por Rodriacuteguez (2002) e Bene-dito (2009) como

EAC = PNOM times Gdaeff

Gtimes FS times PR (38)

EAC = Energia produzida por um SFCR ao anoPNOM = Potecircncia nominal instalada ou potecircncia maacutexima entregue pelo gerador foto-voltaico nas condiccedilotildees padratildeo de teste (STC)Gdaeff = Irradiaccedilatildeo anual efetiva que incide sobre a superfiacutecie do gerador (kWhm2)G = Irradiacircncia de 1000 Wm2 que eacute justo o valor em que se determina a po-tecircncia nominal das ceacutelulas e geradores fotovoltaicosFS = Fator que expressa as perdas por sombreamentoPR = Performance Ratio (coeficiente de desempenho)

Para calcula a potecircncia necessaacuteria para alcanccedilar determinada quantidade de energiatemos a seguinte expressatildeo (FOTOVOLTAICA-UFSC 2015)

P pico =E times P sol

GHI times PR(39)

Ppico = Potecircncia pico do painel fotovoltaico (kWp)E = Energia consumida mensalmente pelas cargas (kWhmecircs)Psol = Irradiacircncia de referecircncia (kWm2)GHI = Irradiacircncia diaacuteria no plano dos moacutedulos (kWhm2dia)PR = Performance Ratio (coeficiente de desempenho)

Segundo Reis (2011) eacute atribuiacutedo 1 kWm2 para a irradiacircncia de referencia considerandocondiccedilotildees de ceacuteu claro sem nuvens ao meio dia e localizado ao niacutevel do mar 105 kWm2

a 1000 metros de altura e 11 kWm2 em regiotildees montanhosasA performance ratio (PR) eacute uma a relaccedilatildeo entre o desempenho teoacuterico do sistema fotovol-taico relacionado com o desempenho real dele Fatores como altas temperaturas desvioda potecircncia nominal sujeira dos paineacuteis efeito mismatching perdas ohmicas sombrea-mento e eficiecircncia do inversor podem afetar o desempenho do sistema fotovoltaico Paraa regiatildeo do Brasil a performace ratio estaacute situada entre 75 e 80 (SILVA MOISEacuteS2016 FOTOVOLTAICA-UFSC 2015 COSTA SOUZA SILVA 2014 JUNIOR 2005)A forma mais generalizada de obter uma previsatildeo da energia gerada anualmente pelosistema fotovoltaico eacute atraveacutes de programas de simulaccedilatildeo como o PVSyst (2014) onde eacutepossiacutevel escolher a potecircncia desejada ou aacuterea disponiacutevel para instalaccedilatildeo aleacutem de selecionarmoacutedulos fotovoltaicos e inversores existentes no banco de dados do software para serem

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Capiacutetulo Trecircs 34 Validaccedilatildeo da energia gerada atraveacutes do PVsyst

simulados no projeto Apoacutes definir o arranjo dos paineacuteis fotovoltaicos eacute possiacutevel observara curva ItimesV do painel fotovoltaico juntamente com o valor de MPPT (Maximum PowerPoint Tracker) tensatildeo potecircncia e limites de corrente do inversor comportamento dosistema durante o ano entre outros (GREENPRO 2004)As foacutermulas matemaacuteticas adotadas para dimensionar o projeto fotovoltaico no capitulo 4foram as equaccedilotildees 38 e 39 desconsiderando qualquer tipo de sombreamento

34 Validaccedilatildeo da energia gerada atraveacutes do PVsyst

O PVSYST eacute sem duacutevida o programa de simulaccedilatildeo mais completo e popular para sistemasfotovoltaicos sendo de uso geneacuterico e natildeo estando vinculado aos fabricantes de inversoresO programa eacute comercializado pela PVSYST SA da Suiacuteccedila cuja especialidade eacute o desenvol-vimento e distribuiccedilatildeo de softwares comerciais para dimensionamento de sistemas fotovol-taicos conectados agrave rede ou isolados com vaacuterias funcionalidades e ferramentas tais comosimulaccedilatildeo de produccedilatildeo de eletricidade avaliaccedilatildeo econocircmica preacute-dimensionamentos efei-tos de sombreamentos importaccedilatildeo de dados meteoroloacutegicos e outras facilidades (JUNIOR2005)Foram inseridos no software os dados de coordenadas geograacuteficas e dados meteoroloacutegicosde irradiaccedilatildeo e temperatura do INPE da cidade de Salvador conforme a tabela 31 Eacute pos-siacutevel tambeacutem definir a inclinaccedilatildeo e orientaccedilatildeo dos moacutedulos fotovoltaicos com o objetivode representar o mais fiel possiacutevel a simulaccedilatildeo como mostra a figura 37

Figura 37 Inclinaccedilatildeo e orientaccedilatildeo para simulaccedilatildeo(PVSYST 2016)

Outro ponto importante eacute a quantidade de horas de sol por dia que incide no arrayque pode ser observado na figura abaixo onde a regiatildeo percorrida pelo arco corresponde

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ao percurso do sol ao longo do dia e abaixo das linhas laterais eacute a regiatildeo onde natildeo haacuteirradiaccedilatildeo solar sobre os paineacuteis devido a sua inclinaccedilatildeo

Figura 38 Percuso do sol e regiatildeo sem incidecircncia solar nos moacutedulos(PVSYST 2016)

Apoacutes a simulaccedilatildeo foi observada uma diferenccedila de aproximadamente 1 entre os valores degeraccedilatildeo anual de energia simulada no PVsyst e a estimativa calculada atraveacutes da equaccedilatildeo38 Os resultados durante todo o ano estatildeo comparados no graacutefico da figura 39

Figura 39 Comparaccedilatildeo da energia gerada entre os resultados do PVsist e valores calculadosElaborado pelo autor

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Capiacutetulo Trecircs 35 Determinaccedilatildeo do custo da energia gerada pelo SFCR

35 Determinaccedilatildeo do custo da energia gerada pelo SFCR

Rodriacuteguez (2002) Torres (2012) Melo (2014) e Secundes (2015) explicam que para seavaliar o custo da energia fotovoltaica deve-se usar a definiccedilatildeo de fator de capacidade(FC) que determina a quantidade de energia que o sistema pode produzir em um de-terminado periacuteodo de tempo em razatildeo da energia que esse mesmo sistema seria capazde gerar se operasse com sua potecircncia nominal durante esse periacuteodo Para uma anaacuteliseanual o FC eacute determinado atraveacutes da equaccedilatildeo seguinte

FC =EAC

PNOMINALtimes 8760h(310)

FC = Fator de capacidadeEAC = Energia anual produzida pelo sistema calculada segundo a subseccedilatildeo 33PNOMINAL = Potecircncia nominal instalada ou potecircncia maacutexima entregue pelo geradorfotovoltaico nas condiccedilotildees padratildeo de teste (STC)

De posse do valor do fator de capacidade o custo da energia produzida pelo sistemafotovoltaico pode ser calculada conforme a equaccedilatildeo (RODRiacuteGUEZ 2002 BENEDITO2009)

C =

[r(1 + r)n

(1 + r)n minus 1+OampM

]times Inv

87 6times FC(311)

C = Custo de geraccedilatildeo em centavos de R$kWhr = Taxa anual de desconto ()n = Vida uacutetil do sistema em anosOampM = Porcentagem do capital inicial necessaacuterio por ano para operaccedilatildeo e manutenccedilatildeoInv = Investimento inicial em R$kWpFC = Fator de capacidade

Para consumidores residenciais e comerciais Holdermann Kissel amp Beigel (2014) utiliza-ram a seguinte equaccedilatildeo para representar os custos e receitas de um sistema fotovoltaicoinstalado no Brasil conforme a Resoluccedilatildeo Normativa No 4822012

K0 = minusI0 +nsum

t=1

(1minus tα)G1(1 + β)tT 1minusOampM t

(1 + i)t+

L

(1 + i)n(312)

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Capiacutetulo Trecircs 36 Tarifa de energia eleacutetrica

K0 = Valor presente liacutequido (R$)I0 = Investimento (R$)α = Perda de eficiecircncia anual ()G1 = Geraccedilatildeo do sistema fotovoltaico no primeiro ano de operaccedilatildeo (kWhano)β = Taxa de variaccedilatildeo anual da tarifa de eletricidade ()T1 = Tarifa de eletricidade (R$kWh)OM = Custo de manutenccedilatildeo e operaccedilatildeo anual (R$)L = Liquidaccedilatildeo (R$)γ = Porcentagem anual dos custos de OampM dependendo de I0 ()i = Taxa de desconto ()n = Tempo miacutenimo de vida uacutetil do sistema fotovoltaico ()t = Tempo (ano)

36 Tarifa de energia eleacutetrica

De acordo com Apolonio (2014) todo o caacutelculo de viabilidade se baseia em alguns fatorespara determinaccedilatildeo de taxas de juros e reajustes a serem utilizados Um importante fatorpara os sistemas fotovoltaicos eacute o preccedilo da tarifa de energia que atraveacutes da definiccedilatildeo doaumento dessa variaacutevel pode-se estimar futuramente qual seraacute o preccedilo da mesma Osconsumidores atendidos em meacutedia e alta tensatildeo no Brasil satildeo obrigados a contratar umademanda de potecircncia e o tipo de consumo energeacutetico podendo o consumidor escolherum dos modelos do sistema horo-sazonal o modelo horo-sazonal Azul e o modelo horo-sazonal Verde O mercado de energia eleacutetrica possui um comportamento de consumoenergeacutetico caracteriacutestico ao longo do dia influenciado pelos haacutebitos das vaacuterias classes deconsumo que compotildee o mercado (BRAUN ZOMER RUumlTHER 2011) Para o consumidorclassificado dentro do grupo A eacute diferente utilizar energia eleacutetrica durante o dia ou pelanoite podendo diferenciar tambeacutem o consumo no veratildeo ou no mecircs de julho Os horaacuterioscompreendidos entre 17 e 22h excluindo finais de semana e feriados nacionais possuemmaior carregamento na rede e esse periacuteodo eacute denominado horaacuterio de Ponta podendo variarentre as concessionaacuterias No caso da COELBA tal horaacuterio estaacute inserido das 18 hrs agraves 21hrs O periacuteodo restante eacute denominado horaacuterio Fora de Ponta A atratividade econocircmicada micro e minigeraccedilatildeo estaacute intrinsecamente relacionada agraves tarifas de energia eleacutetricaconvencional jaacute que o benefiacutecio do ponto de vista financeiro para o microminigerador eacuteo custo evitado com a compra de energia eleacutetrica convencional Quanto maior o preccedilo queo consumidor paga pela energia eleacutetrica mais atrativo se torna gerar a proacutepria energia AFigura 310 mostra a evoluccedilatildeo do preccedilo da energia eleacutetrica no Brasil

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Figura 310 Evoluccedilatildeo do preccedilo das tarifas de energia eleacutetrica no Brasil(NAKABAYASHI 2014)

Nas simulaccedilotildees seratildeo utilizadas as tarifas aplicadas pela distribuidora de energia do estadoda Bahia que atende ao centro de pesquisa enquadrado como comercial A4 Horo-sazonalVerde Os valores cobrados pela distribuidora estatildeo descritos na tabela 36

Tabela 36 Tabela de tarifa e preccedilo final de energia eleacutetrica de dezembro2016 para consumidoreshoro-sazonal - Verde A4 (23 a 25 kV)

(COELBA 2016)

O preccedilo do watt-pico instalado (R$kWp) e as tarifas de energia (R$kWh) da aacuterea deconcessatildeo onde se instalaraacute o sistema de geraccedilatildeo satildeo variaacuteveis fundamentais na anaacutelise deviabilidade (CBIC 2016)As estimativas da IEA (2014) apontam uma reduccedilatildeo de 50 no custo de investimentoentre 2015 e 2030 De 2030 a 2050 projeta-se uma queda de 30 no custo de investimentoA figura 311 mostra a projeccedilatildeo dos custos da energia fotovoltaica ao longo dos proacuteximosanos

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Capiacutetulo Trecircs 37 Modelo de anaacutelise da viabilidade econocircmica

Figura 311 Queda de preccedilo da energia solar ao longo dos anos(TOLMASQUIM 2015)

Na composiccedilatildeo do R$Wp instalado estatildeo incluiacutedos todos os requisitos para funciona-mento do sistema como projeto equipamentos eventuais licenccedilas e instalaccedilatildeo operaccedilatildeoe manutenccedilatildeo Assim o R$Wp multiplicado pela potecircncia instalada representa o inves-timento a ser feito pelo centro de pesquisa

37 Modelo de anaacutelise da viabilidade econocircmica

Para Apolonio (2014) a anaacutelise de viabilidade econocircmica de um projeto eacute uma etapafundamental para qualquer segmento de mercado Toda pessoa empresa ou organizaccedilatildeopode avaliar a lucratividade do investimento a melhor maneira de se fazecirc-lo o tempo deretorno e outros fatores que colaboram para a concretizaccedilatildeo ou abandono do investimentoSegundo a Alfaia (2012) e CBIC (2016) o custo de um projeto pode ser avaliado emfunccedilatildeo de seu tamanho e caracteriacutesticas por distintos meacutetodos de avaliaccedilatildeo definido deacordo com os interesses e objetivos do investidor seja ele puacuteblico ou privadoSob a perspectiva financeira um SFCR nada mais eacute do que uma forma de vender energiapara a rede de distribuiccedilatildeo Eacute verdade que pelo modelo da mediccedilatildeo liacutequida natildeo haacutecompensaccedilatildeo financeira direta para a energia injetada na rede no entanto pode serconsiderada uma entrada de caixa (sob a conversatildeo do valor equivalente do consumo) aenergia que deixa de ser consumida da rede em razatildeo da produccedilatildeo interna pelo sistemafotovoltaico

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371 Ferramentas econocircmicas

Uma das metodologias utilizadas neste trabalho foi a do fluxo de caixa descontado uti-lizando as seguintes ferramentas definidas por Bruni Famaacute amp Siqueira (1998) Spagnol(2002) Oliveira (2008) Souza (2010) Landeira (2013) Apolonio (2014) Rabuske Frie-drich amp Fontoura (2016) e Nardy (2017)

bull Taxa Miacutenima de Atratividade (TMA) que representa a taxa miacutenima que um in-vestidor estaacute disposto a ganhar quando faz um investimento ou o maacuteximo que umtomador de dinheiro se propotildee a pagar ao fazer um financiamento sendo influenci-ada pelo custo de oportunidade o risco do negoacutecio e a liquidez do negoacutecio O custode oportunidade eacute a remuneraccedilatildeo oferecida por um ganho alternativo a exemplo aremuneraccedilatildeo da caderneta de poupanccedila O risco do negoacutecio uma vez que o ganhodeve remunerar o risco inerente agrave nova accedilatildeo A liquidez que pode ser descrita comoa facilidade a velocidade de mudar de posiccedilatildeo no mercado para assumir outra

bull Valor Presente Liacutequido (VPL) que traduz a melhor relaccedilatildeo entre os investimentos eas receitas esperadas utilizando-se a Taxa Miacutenima de Atratividade (TMA) ou sejaele mede o valor presente dos fluxos de caixa gerados pelo projeto ao longo de suavida uacutetil Para o caacutelculo do VPL temos

V PL = minusI0 +nsum

t=1

Sn

(1 + i)t(313)

ondeI 0 representa o investimento inicial no empreendimentoS representa o saldo operacional de caixa do periacuteodo 0 ateacute o periacuteodo ni eacute a taxa de desconto requerida pelo risco do negoacuteciot eacute o periacuteodo ou intervalo de anaacutelise

Em relaccedilatildeo ao VPL no modelo proposto adotou-se as seguintes premissas para atomada de decisatildeo

1 Se o VPL gt 0 (TIR gt i) o que indica que o valor atualizado dos recebimentoseacute maior que o investimento inicial logo deve-se aceitar o projeto do empreen-dimento

2 Se o VPL lt 0 (TIR lt i) o que indica que o valor atualizado dos recebimentoseacute menor que o investimento inicial logo deve-se rejeitar o projeto do empreen-dimento

3 Se o VPL = 0 (TIR = i) o que indica que o valor atualizado dos recebimentoseacute igual ao valor do investimento inicial logo agrave escolha entre aceitar ou rejeitaro projeto eacute indiferente para esse trabalho

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bull Taxa Interna de Retorno (TIR) de um investimento eacute uma taxa de desconto queiguala o valor presente dos fluxos de caixa futuros ao investimento inicial Em outraspalavras eacute uma taxa na qual o valor atual das entradas seja igual ao valor atual dassaiacutedas Seu valor eacute obtido atraveacutes do meacutetodo polinomial de aproximaccedilotildees sucessivasComo ferramentas de anaacutelise a taxa interna de retorno deve ser comparada agrave taxade desconto requerida pelo risco do negoacutecio desta forma quanto maior ela for maioreacute a remuneraccedilatildeo do investimento (NARDY 2017) Para o caacutelculo da TIR temos

0 = minusI0 +nsum

t=1

Sn

(1 + tir)t(314)

ondeI 0 representa o investimento inicial no empreendimentoS representa o saldo operacional de caixa do periacuteodo 0 ateacute o periacuteodo nt eacute o periacuteodo ou intervalo de anaacutelise

A TIR do investimento pode ser (FERMINO et al 2013)

1 Maior do que a TMA representando que o investimento eacute economicamenteatrativo

2 Igual a TMA representando que o investimento estaacute economicamente em umasituaccedilatildeo de indiferenccedila

3 Menor do que a TMA representando que o investimento natildeo eacute economicamenteatrativo para o investidor

bull Payback Descontado (PD) eacute o nuacutemero de periacuteodos de tempo necessaacuterios para recu-perar o investimento inicial chamado de periacuteodo de recuperaccedilatildeo de investimentoDiferente do payback simples ele considera o valor do dinheiro no tempo pois uti-liza uma taxa de desconto para verificar o nuacutemero exato de periacuteodos em que oprojeto recupera o valor inicial investido normalmente essa taxa de desconto usadaeacute a taxa miacutenima de atratividade (TMA) Nesta pesquisa o payback seraacute consideradoaceitaacutevel se o tempo de retorno for consideravelmente inferior a vida uacutetil do sistema

PAYBACK =Investimento Inicial

Ganho no Perodo(315)

O graacutefico abaixo apresenta o tempo de retorno do investimento dos sistemas de 8kWp e 75 kWp divulgado pela Enova Solar (2016) para as capitais brasileiras

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Figura 312 Payback em diferentes capitais brasileiras(ENOVA SOLAR 2016)

Com estes indicadores Valor Presente Liacutequido (VPL) Taxa Interna de Retorno (TIR) epayback eacute possiacutevel determinar uma referecircncia teacutecnica e realizar a anaacutelise da viabilidadeda instalaccedilatildeo do SFCR sob qualquer cenaacuterio levando em consideraccedilatildeo especificidade as-sociada agraves variaacuteveis relevantes a exemplo da localizaccedilatildeo custo do investimento preccedilo defornecimento local taxa de desconto sobre as medidas da viabilidade do projeto Paraa construccedilatildeo dos cenaacuterios de decisotildees de investimento por parte do centro de pesquisa eacutepreciso analisar a taxa de adesatildeo agrave implementaccedilatildeo de geraccedilatildeo distribuiacuteda Esta taxa deadesatildeo considera fatores que satildeo preponderantes na implementaccedilatildeo das fontes alternati-vas como custo dos equipamentos fotovoltaicos e niacutevel de rendimento dos equipamentosao longo da vida uacutetil preccedilo dos leilotildees de energia de fonte solar linhas de financiamentoespeciacuteficas para este empreendimento payback e condiccedilotildees tarifaacuterias subsidiadas pelo go-vernoEm decorrecircncia o meacutetodo do Valor Presente Liacutequido prevecirc o caacutelculo do fluxo de caixa su-jeito a reajustes e significa que os valores deveratildeo ser corrigidos monetariamente por umataxa determinada quando da eacutepoca de pagamento ou recebimento do retorno do capitalinvestido Em relaccedilatildeo agrave Taxa Interna de Retorno salienta-se que atende ao criteacuterio deser melhor que a Taxa Miacutenima de Atratividade tolerada para estes investimentos que foiestabelecido nesta pesquisa em 7 ao ano e que considera um ganho miacutenimo caso pudesseoptar por outra alternativa de investimento tradicional tal como a poupanccedila obtendoum ganho mensal superior de forma a justificar a aplicabilidade e o retorno financeirosmensurados no fluxo financeiro para o tipo de investimento em paineacuteis e equipamentosfotovoltaicos assim como foi feito por Carvalho (2014)

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Nesse trabalho a atratividade do investimento seraacute constatada se

bull o valor do custo de geraccedilatildeo expresso em R$kWh for menor ou igual ao valor datarifa praticada para a unidade consumidora pela distribuidora

bull o VPL for positivo

bull a TIR for igual ou superior ao custo de oportunidade de capital ou taxa de descontoadotada

bull o tempo de retorno do investimento (payback) for consideravelmente menor que avida uacutetil do SFCR

372 Fluxo de caixa

O projeto eacute analisado com base no consumidor de energia eleacutetrica que neste caso aleacutemde consumir tambeacutem gera energia eleacutetrica Seratildeo avaliados os fluxos de caixa nos cenaacuteriosnet metering e feed-in tariff (FiT) que seratildeo detalhados nas sessotildees seguintes O inves-timento eacute o valor financeiro inicial necessaacuterio para a implantaccedilatildeo do sistema fotovoltaicoconectado agrave rede a receita eacute o custo evitado oriundo da economia na fatura de energiaOampM representa as despesas de operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo do sistema instalado que nestetrabalho jaacute estatildeo inclusos no investimento e impostos representa os tributos jaacute abordadosno trabalhoApoacutes a definiccedilatildeo do fluxo de caixa padratildeo para o projeto a ser avaliado conclui-se que aviabilidade econocircmico-financeira da energia fotovoltaica depende das condiccedilotildees a seguir(NAKABAYASHI 2014)

1 investimento necessaacuterio para a instalaccedilatildeo do sistema

2 energia gerada pelo sistema durante a vida uacutetil

3 tarifa e impostos sobre a energia eleacutetrica convencional

4 energia injetada na rede eleacutetrica da distribuidora curva de carga e percentual deautoconsumo

Ao final fica entendido que o modelo econocircmico proposto leva em consideraccedilatildeo o inves-timento inicial para instalaccedilatildeo do SFCR custos de OampM aumento da tarifa de energiacomo tambeacutem aspectos teacutecnicos relacionados agrave SFCR como por exemplo a degradaccedilatildeodos paineacuteis durante a vida uacutetil Utilizou-se o software Excel para a implementaccedilatildeo do mo-delo proposto por ser a ferramenta de caacutelculo mais acessiacutevel aos interessados em analisar

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Capiacutetulo Trecircs 38 Simulaccedilatildeo e Modelagem

seu proacuteprio projeto aleacutem das funccedilotildees de matemaacutetica financeira estarem disponiacuteveis e oprograma dispor de uma interface bem amigaacutevel e conhecida pela maioria dos usuaacuterios

38 Simulaccedilatildeo e Modelagem

A Simulaccedilatildeo eacute uma praacutetica que permite a reproduccedilatildeo de um sistema real por meio dacriaccedilatildeo de um modelo matemaacutetico Sua utilizaccedilatildeo estaacute presente em diversos setores daengenharia principalmente devido a evoluccedilatildeo da informaacutetica que propiciou softwares debaixo custo e faacutecil uso seja pelo aprimoramento da interface ou pelo aumento de desem-penho ao efetuar caacutelculos (OLIVEIRA ALMEIDA REBELATTO 2009) Jaacute um modelomatemaacutetico deveria ser analisado a fim de se determinar como ele poderia ser utilizadona captaccedilatildeo de respostas as perguntas de interesse em relaccedilatildeo ao sistema que suposta-mente representa Se o modelo eacute bastante simples eacute possiacutevel trabalhar com suas relaccedilotildeese quantidades para buscar uma soluccedilatildeo analiacutetica Se esta soluccedilatildeo para um modelo mate-maacutetico eacute viaacutevel e computacionalmente eficaz esta eacute na maioria das vezes a abordagemmais adequada Entretanto muitos sistemas possuem alta complexidade dificultandoqualquer possibilidade de soluccedilotildees deste tipo Assim o modelo deve ser analisado atraveacutesda simulaccedilatildeo ou seja numericamente experimentado para as entradas em questatildeo coma finalidade de determinar como elas afetam as saiacutedas e as medidas de desempenho dosistema (GAVIRA 2010)

A figura 313 ilustra algumas das diferentes formas para se estudar um sistema

Figura 313 Formas de estudo de um sistema(LAW KELTON 2000)

Apoacutes a decisatildeo de se utilizar a simulaccedilatildeo para se estudar um modelo matemaacutetico eacute

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necessaacuterio agora examinar algumas particularidades para esse fim A figura 314 mostrauma noccedilatildeo dos conceitos empregados em modelagem

Figura 314 Demonstraccedilatildeo de uma simples modelagem(GAVIRA 2010)

Neste trabalho o sistema seria a representaccedilatildeo de todo o investimento realizado na im-plantaccedilatildeo do SFCR aleacutem de todas as receitas e custos que ocorrerem durante a vida uacutetilque iratildeo impactar no ecircxito do investimento Poreacutem devido a eventos futuros natildeo eacute pos-siacutevel saber exatamente o resultado econocircmico do sistema uma vez que natildeo estaacute definidocom exatidatildeo os custos e receitas ao longo do projeto

Assim o intuito de simular este problema estaacute relacionado ao desenvolvimento de ummodelo matemaacutetico utilizando a simulaccedilatildeo de valores para o caacutelculo do fluxo de caixaexperimentando variaccedilotildees que mostram alteraccedilotildees que iratildeo ocorrer com os recursos deentrada e saiacuteda de capital ao longo do projeto De maneira geral segundo Gavira (2010)o objetivo de quem realiza uma modelagem eacute decidir quais elementos do sistema incluirno modelo e com isso instituir suas fronteiras e niacutevel de detalhamento

381 Modelo estocaacutestico

Um modelo estocaacutestico eacute definido como um modelo que possui pelo menos uma variaacutevel deentrada aleatoacuteria Um exemplo de tal modelo seria a simulaccedilatildeo do funcionamento de umaagecircncia bancaacuteria onde as variaacuteveis aleatoacuterias seriam o intervalo de chegada de clientes ea duraccedilatildeo dos serviccedilos prestados

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382 A Simulaccedilatildeo de Monte Carlo

Com a simulaccedilatildeo eacute possiacutevel realizar atividades com o objetivo de adquirir capacidadede identificar formular e solucionar problemas relacionados agraves atividades de projetooperaccedilatildeo e gerenciamento do trabalho e de sistemas de produccedilatildeo de bens eou serviccedilos(GAVIRA 2010) Poreacutem devido a oscilaccedilotildees de fluxo de caixa provocadas por fatoresde risco como por exemplo custo do kWh energia consumida entre outras despesas autilizaccedilatildeo da matemaacutetica convencional seria muito complexa dificultando a tomada dedecisatildeoGraccedilas a evoluccedilatildeo computacional dos uacuteltimos vinte anos que contribuiu para o baratea-mento de recursos computacionais e a expansatildeo de programas e linguagens de simulaccedilatildeoaliada tambeacutem agraves crises financeiras internacionais ocorreu a popularizaccedilatildeo da simulaccedilatildeode Monte Carlo que permite utilizar nuacutemeros aleatoacuterios que estatildeo associados a distribui-ccedilotildees de probabilidades preacute-definidas resultando em aproximaccedilotildees para as distribuiccedilotildees deprobabilidade dos paracircmetros que estatildeo sendo analisados utilizando para isto ferramen-tas de apoio e softwares computacionais como eacute o caso do Microsoft Excel (SPAGNOL2002 OLIVEIRA 2008 OLIVEIRA ALMEIDA REBELATTO 2009 NAKABAYASHI2014)Satildeo realizadas diversas simulaccedilotildees resultando em cada uma dessas simulaccedilotildees valoresaleatoacuterios para o conjunto de variaacuteveis de entrada e paracircmetros do modelo que estatildeopassiacuteveis agrave incerteza A partir daiacute o conjunto gerado com as simulaccedilotildees poderaacute ser anali-sados estatisticamente e oferecer respostas em termos de probabilidade (BRUNI FAMAacuteSIQUEIRA 1998) Segundo Oliveira (2008) a simulaccedilatildeo de Monte Carlo eacute muito utili-zada na avaliaccedilatildeo de investimentos como suporte para anaacutelise de riscos e incertezasO grande problema de se utilizar a simulaccedilatildeo de Monte Carlo na anaacutelise de riscos de in-vestimentos estaacute relacionado com a identificaccedilatildeo do tipo de distribuiccedilatildeo de probabilidadeque melhor representa a populaccedilatildeo original bem como a definiccedilatildeo de seus paracircmetros(SPAGNOL 2002)

383 Aplicaccedilatildeo da Simulaccedilatildeo de Monte Carlo no modelo econocircmico

No caso de anaacutelise de investimento desta pesquisa o meacutetodo de Monte Carlo tem o obje-tivo de gerar nuacutemeros continuamente e de forma aleatoacuteria respeitando uma distribuiccedilatildeode probabilidade preacute-definidas que se baseiam em dados obtidos da anaacutelise de eventospassados ou usando projeccedilotildees para o futuro que estatildeo relacionados com as entradas eousaiacutedas de caixa utilizadas nos caacutelculos dos iacutendices econocircmicosPara Bruni Famaacute amp Siqueira (1998) e Oliveira (2008) a utilizaccedilatildeo da Simulaccedilatildeo de MonteCarlo possibilita que um elevado nuacutemero de alternativas sejam incluiacutedas em um modelofinanceiro cedendo uma informaccedilatildeo de caraacuteter estatiacutestico permitindo anaacutelises dos tipos

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qual a probabilidade de haver sucesso no investimento Qual projeto mais arriscado casoo objetivo seja comparar projetosOs autores tambeacutem destacam a importacircncia da utilizaccedilatildeo do desvio-padratildeo para obten-ccedilatildeo do risco onde quanto maior o desvio-padratildeo apresentado maior a variaccedilatildeo dos dadose consequentemente mais arriscado eacute o projeto A equaccedilatildeo abaixo representa o desvio-padratildeo que eacute a raiz quadrada da variacircncia para distribuiccedilotildees normais de probabilidade

σ =

radicsumnj=1(Xj minus micro)2

N minus 1(316)

onde

bull N eacute a quantidade de valores aleatoacuterios gerados

bull micro eacute o valor que se espera do VPL obtido pela meacutedia dos retornos de cada cenaacuteriosimulado i

bull Xj eacute o retorno apresentado pelo VPL para cada cenaacuterio simulado j

Apoacutes a anaacutelise da distribuiccedilatildeo estatiacutestica Oliveira (2008) apresenta o caacutelculo da proba-bilidade cumulativa que tem a finalidade de demonstrar qual a probabilidade do VPL sermaior que 0 tornando assim o investimento viaacutevel Tal caacutelculo eacute explicito da seguinteforma

P (X gt x) = 1minusint x

minusxf(u)du paraminusinfin lt x ltinfin (317)

OndeP(X gt x) eacute a probabilidade cumulativa do valor VPL desejadox eacute o valor miacutenimo que o VPL desejado pode assumirf (u) eacute funccedilatildeo densidade do VPL (representada pela curva de probabilidades geradas peloVPL simulado

384 Elementos da simulaccedilatildeo de Monte Carlo

Dentre os elementos da simulaccedilatildeo estatildeo as variaacuteveis dependentes que satildeo aquelas passiacuteveisde simulaccedilatildeo (VPL TIR Payback) pois existe uma dependecircncia do fluxo de caixa doscompostos pela interaccedilatildeo matemaacutetica como a receita bruta a taxa de desconto custo

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fixo entre outros que satildeo classificadas como variaacuteveis independentes (OLIVEIRA 2008)Assim as variaacuteveis de saiacuteda calculadas neste trabalho seratildeo o resultado das variaccedilotildees dasvariaacuteveis independentes de entrada utilizando a Simulaccedilatildeo de Monte Carlo Para issoseraacute definida uma determinada quantidade de nuacutemeros aleatoacuterios gerados alterando emcada iteraccedilatildeo o valor das variaacuteveis independentesOliveira (2008) demonstra como obter os nuacutemeros aleatoacuterios e as distribuiccedilotildees de proba-bilidade que tecircm a finalidade de delinear as variaacuteveis independentes e como elas tendema se comportar Apoacutes o conhecimento sobre a Simulaccedilatildeo de Monte Carlo eacute necessaacuteriodemonstrar de forma loacutegica e sequencial o desenvolvimento do modelo probabiliacutestico e autilizaccedilatildeo da simulaccedilatildeo A figura 315 apresenta um fluxograma sobre a Simulaccedilatildeo deMonte Carlo

Figura 315 Estrutura da simulaccedilatildeo de Monte Carlo(BERTOLO 2002)

Apoacutes a execuccedilatildeo do modelo seraacute obtido um conjunto de VPLs TIRs e paybacks formandodistribuiccedilotildees de probabilidade para a tomada de decisatildeo Ao se analisar uma incerteza soba oacutetica financeira e econocircmica as informaccedilotildees satildeo vagas e indefinidas ou seja eacute desco-nhecida a distribuiccedilatildeo estatiacutesticas dos elementos do fluxo de caixa Qual seria a respostapara a inflaccedilatildeo daqui a 5 anos E o custo do kWh em um possiacutevel racionamento E qualprevisatildeo dos custos de implantaccedilatildeo de SFCRPortanto o meacutetodo de Monte Carlo trabalha a incerteza como unicamente estocaacutesticasendo bastante visiacutevel os limites de incerteza e bem definidas pelas distribuiccedilotildees de pro-babilidade

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385 As incertezas do projeto

No processo de tomada de decisatildeo de um negoacutecio algumas variaacuteveis satildeo definidas atra-veacutes de previsotildees que podem natildeo se concretizarem ou obterem valores fora do previstoimpactando diretamente no sucesso ou insucesso do projeto O grau da incerteza deum determinado investimento estaacute relacionado proporcionalmente com o tempo ou sejaquanto mais distante o fluxo de caixa maiores satildeo as incertezas a seu respeito (OLI-VEIRA 2008 OLIVEIRA ALMEIDA REBELATTO 2009)A incerteza deve ser levada em conta para que ocorra o sucesso e a maacutexima obtenccedilatildeode riquezas para empresa caso contraacuterio o estudo pode ser comprometido Alguns fato-res que podem revelar surpresa como o mercado a inflaccedilatildeo as guerras poliacutetica a criseeconocircmica ou mesmo mudanccedilas tecnoloacutegicas satildeo considerados como paracircmetros de grandeincerteza (OLIVEIRA 2008)

386 Modelagem com Monte Carlo

Botteon (2009) e Pereira (2015) listam as seguintes etapas para a aplicaccedilatildeo do meacutetodo deMonte Carlo

1 Identificaccedilatildeo da variaacutevel dependente do problema como por exemplo o VPL

2 Identificaccedilatildeo das variaacuteveis independentes que satildeo aquelas que influem sobre a de-pendente identificada Por exemplo investimento quantidade a vender por periacuteodorendimento garantido entre outras

3 Definiccedilatildeo das relaccedilotildees existentes entre todas as variaacuteveis e classificaccedilatildeo das mesmascomo variaacuteveis certas e aleatoacuterias

4 Para cada uma das variaacuteveis aleatoacuteria eacute importante definir o tipo de distribuiccedilatildeo(normal uniforme triangular etc) e dos valores dos paracircmetros que a caracterizamPara isso haacute que se basear na informaccedilatildeo disponiacutevel eou agrave experiecircncia Eacute necessaacuteriotambeacutem a geraccedilatildeo de uma determinada quantidade de nuacutemeros aleatoacuterios os quaisdevem responder agrave distribuiccedilatildeo identificada

5 Para cada uma das combinaccedilotildees de valores das variaacuteveis eacute calculado um valor da va-riaacutevel dependente Gerados z nuacutemeros aleatoacuterios para cada variaacutevel as combinaccedilotildeespossiacuteveis satildeo z assim como o nuacutemero de resultados Desta forma foi determinadauma distribuiccedilatildeo de probabilidades associada agrave variaacutevel dependente

6 A anaacutelise deve ser completada ateacute a geraccedilatildeo dos paracircmetros da distribuiccedilatildeo e outrainformaccedilatildeo que a partir dela pode ser calculada Por exemplo se a variaacutevel depen-

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dente for o VPL pode ser calculado o valor meacutedio do VPL seu desvio-padratildeo e seucoeficiente de variaccedilatildeo

Com a definiccedilatildeo dos itens abordados anteriormente o centro de pesquisa pode tomarsuas decisotildees levando em consideraccedilatildeo suas preferecircncias em relaccedilatildeo ao risco A figura316 ilustra o modelo a ser utilizado neste trabalho

Figura 316 Algoritmo para aplicaccedilatildeo da simulaccedilatildeo de Monte CarloElaborado pelo Autor

Existem ferramentas comerciais adequadas para realizar a simulaccedilatildeo de Monte Carlocomo por exemplo o PortfolioCreditScoringOperational Risk Browser Risk or ExcelCrystal Ball Model Risk Model Assist e XLSimInsight Infelizmente essas ferramentasestatildeo muitas vezes distantes do ambiente acadecircmico e dos pequenos projetos natildeo soacute pelocusto mas pela falta da cultura e haacutebito do gerenciamento de riscos Poreacutem existemteacutecnicas diretas uacuteteis e natildeo menos eficazes para a simulaccedilatildeo de Monte Carlo multivariadasem o uso de ferramentas comerciais que natildeo o Microsoft Excel como o SimulAr e oNtRand (Numerical Technologies Random Generator for Excel) que eacute um complemento(add-in) para o MS ExcelPara modelar o sistema desta pesquisa foi implementado no Microsoft Excel atraveacutes deuma versatildeo teste do complemento Crystal Ball o algoritmo da figura 316 que nada maiseacute do que uma sequecircncia finita de passos que resolve o dado problemaPara se analisar a viabilidade do projeto em questatildeo utilizando a simulaccedilatildeo de Monte

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Carlo foram gerados valores aleatoacuterios das variaacuteveis de entrada definidas neste trabalhocomo sendo o fluxo de caixa que estaacute relacionado com o reajuste anual da tarifa de energiaeleacutetrica a taxa de desconto tambeacutem conhecida como taxa miacutenima de atratividade (TMA)e o custo de implantaccedilatildeo e OampM do sistema fotovoltaico ao longo da sua vida uacutetil Foiescolhida a aplicaccedilatildeo Crystal Ball devido a sua simplicidade de utilizaccedilatildeo e popularidadequando se fala em simulaccedilatildeo de Monte Carlo

Os dados foram distribuiacutedos conforme as seguintes premissas

Tabela 37 Dados relacionados ao custo do SFCR para simulaccedilatildeo

VariaacutevelDistribuiccedilatildeo deprobabilidade

Miacutenimo Provaacutevel Maacuteximo

Custo do SFCR Triangular - R$ 2281992898 - R$ 2549992033 - R$ 4459014068

Tabela 38 Dados do Reajuste anual da tarifa para simulaccedilatildeo no modelo Net Metering


Meacutedia Desvio Padratildeo

Reajuste Anual da Tarifade Enegia Eleacutetrica

Normal 50 20

Tabela 39 Dados do Reajuste da Tarifa para simulaccedilatildeo no modelo FiT


Tarifa ateacute 10o ano Tarifa apoacutes 10o ano (vigente)

Tarifa FiT Segue tabela 38 apoacutes 10o ano R$ 095576 Segue tabela 38 apoacutes 10o ano

Tabela 310 Dados da taxa de desconto para simulaccedilatildeo


Miacutenimo Maacuteximo

TMA Uniforme 7 15

O caacutelculo das variaacuteveis descritas anteriormente partindo de um cenaacuterio esperado uacutenico iraacutegerar informaccedilotildees determiniacutesticas sem alteraccedilotildees dos dados de entrada ou dos dados desaiacuteda Entretanto como as variaacuteveis que compotildeem o cenaacuterio esperado satildeo variaacuteveis sujei-tas a diferentes graus de incerteza para uma correta avaliaccedilatildeo dos riscos do investimentoeacute necessaacuteria a avaliaccedilatildeo de outros cenaacuterios Desta forma satildeo realizadas variaccedilotildees no ce-naacuterio esperado com a finalidade de analisar o impacto de tais variaccedilotildees nos indicadoreseconocircmicos Na realidade as variaacuteveis que compotildeem o cenaacuterio esperado em geral natildeosatildeo determiniacutesticas e sim probabiliacutesticas Tais variaacuteveis possuem uma curva de probabi-lidade dentro da qual diferentes valores podem ocorrer com diversas probabilidades de

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ocorrecircncia O resultado esperado eacute apenas um valor dentro desta curva de probabilidademesmo que a verdadeira distribuiccedilatildeo natildeo seja conhecida

387 Construccedilatildeo do modelo no Crystal Ball

O Oracle Crystal Ball eacute uma aplicaccedilatildeo de planilha universal liacuteder do setor para a mode-lagem de previsotildees simulaccedilotildees e otimizaccedilotildees Fornece uma visatildeo para os fatores criacuteticosque afetam riscos Com o Crystal Ball eacute possiacutevel tomar as decisotildees taacuteticas para alcanccedilarobjetivos e ganhar uma vantagem competitiva mesmo sob as condiccedilotildees de mercado maisincertas (ORACLE 2014)

Figura 317 Tela inicial do crystal ball(GENTRY BLANKINSHIP WAINWRIGHT 2008)

Para execuccedilatildeo da simulaccedilatildeo das variaacuteveis de saiacuteda eacute necessaacuterio atribuir as distribuiccedilotildeesde probabilidade em cada variaacutevel independente de entrada presente no projeto de inves-timento Segundo Spagnol (2002) o nuacutemero de elementos a utilizar deveraacute ser o suficientepara atingir convergecircncia dos resultados obtidos Na maioria dos casos 1000 observaccedilotildeessatildeo suficientes para atingir esta convergecircncia no entanto devido agrave grande velocidade doscomputadores atuais nada impede que sejam tomadas amostras com nuacutemero bastantesuperior de elementos como 100000 observaccedilotildees por exemplo Entretanto natildeo existenecessidade de um nuacutemero excessivo de observaccedilotildees jaacute que a partir do momento em queos resultados atingem convergecircncia o aumento do nuacutemero de observaccedilotildees natildeo representamelhora na precisatildeo dos mesmos

A figura 318 mostra um exemplo da configuraccedilatildeo dos paracircmetros a distribuiccedilatildeo no CristalBall enquanto que a figura 319 mostra a simulaccedilatildeo concluiacuteda ao realizar 30000 iteraccedilotildees

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Figura 318 Exemplo de entrada de dados na distribuiccedilatildeo normalElaborado pelo autor

Figura 319 Simulaccedilatildeo no Crystal BallElaborado pelo autor

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Capiacutetulo Quatro

Resultados e discussotildees

Este capiacutetulo tem o objetivo de apresentar os resultados da geraccedilatildeo de energia no centrode pesquisa a partir da instalaccedilatildeo de um SFCR segundo o entendimento da RN 4822012e RN 6872015 Mostra tambeacutem um estudo de viabilidade econocircmica do SFCR durantesua vida uacutetil atraveacutes das ferramentas econocircmicas VPL TIR e payback descontado Paratal foram realizadas simulaccedilotildees com uma distribuiccedilatildeo de probabilidades variando-se o re-ajuste anual da tarifa de energia eleacutetrica o custo de implantaccedilatildeo operaccedilatildeo e manutenccedilatildeodo SFCR durante sua vida uacutetil e uma taxa miacutenima de atratividade de maneira deter-miniacutestica e probabiliacutestica utilizando a Simulaccedilatildeo de Monte Carlo Demonstrado tambeacutemuma anaacutelise de sensibilidade das variaacuteveis de saiacuteda em funccedilatildeo das variaacuteveis de entradaNa tabela abaixo estatildeo relacionados paracircmetros que alguns autores como Mitscher ampRuumlther (2012) Holdermann Kissel amp Beigel (2014) e Silva amp Moiseacutes (2016) utilizaramem seus trabalhos preenchidos com dados iniciais definidos para essa dissertaccedilatildeo

Tabela 41 Paracircmetros iniciais definidos para caacutelculo

41 Curva de carga do centro de pesquisa

Segundo levantamento feito atraveacutes de anaacutelise das contas de energia da instituiccedilatildeo foipossiacutevel determinar de forma mais precisa o consumo do centro de pesquisa Por seenquadrar como consumidor comercial horo=sazonal A4 verde a fatura eacute dividida por

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Capiacutetulo Quatro 42 Custo unitaacuterio da geraccedilatildeo FV

consumo no horaacuterio de ponta e fora da ponta Seraacute levado em conta nessa pesquisa apenaso consumo ativo fora da ponta que eacute onde ocorre a geraccedilatildeo de energia fotovoltaica Nesseperiacuteodo o consumo mensal do centro de pesquisa varia de 620 a 850 MWh totalizando85 GWh anual como mostra a figura 41

Figura 41 Consumo ativo anual fora da ponta do centro de pesquisa em diferentes meses doano


42 Custo unitaacuterio da geraccedilatildeo FV

Inicialmente a competitividade da geraccedilatildeo fotovoltaica distribuiacuteda foi analisada com basena estimativa do custo equivalente ou nivelado da geraccedilatildeo expresso em R$kWh o qualfoi comparado com os valores da tarifa paga pelo centro de pesquisa agrave concessionaacuteria nohoraacuterio fora da ponta que estaacute situado fora do horaacuterio das 1800 agraves 2100 Dentro dessehoraacuterio o centro de pesquisa utiliza um grupo de geradores a diesel para suprir o consumoevitando a utilizaccedilatildeo da rede da distribuidora de energia

De acordo com a equaccedilatildeo 311 o custo do kWh do sistema fotovoltaico em questatildeo seraacute

C =

[0 07(1 + 0 07)25

(1 + 0 07)25 minus 1+ 0 01

]times 5100

87 6times 0 18= 0 3098894 (41)

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Capiacutetulo Quatro 43 Anaacutelise dos modelos de incentivo atraveacutes do VPL TIR e Payback

Tabela 42 Comparativo do custo da geraccedilatildeo FV para o centro de pesquisa com o kWh fornecidopela rede


Portanto comparando a tarifa de energia eleacutetrica da distribuidora com o kWh fornecidopelo sistema fotovoltaico percebe-se que eacute mais vantagem continuar utilizando a energiaeleacutetrica da rede de distribuiccedilatildeo do que implantar o sistema fotovoltaico em estudo devidoa energia fornecida pela distribuidora ter um custo menor

43 Anaacutelise dos modelos de incentivo atraveacutes do VPL TIR e Pay-back

Na instalaccedilatildeo do sistema fotovoltaico foi levando em consideraccedilatildeo o posicionamento dospaineacuteis fotovoltaicos orientados com base na latitude do local desconsiderando possiacuteveisperdas relacionadas com sombreamento Como o objetivo eacute instalar um sistema fotovol-taico conectado a rede permitindo ao consumidor obter um certo grau de autossuficiecircnciano consumo de energia foi considerado um sistema com uma potecircncia instalada que per-mita atender a demanda de energia de um centro de pesquisa com um perfil de consumocomo informado na seccedilatildeo 41Portanto para atender o consumo meacutedio anual de 85 GWh seria necessaacuterio um sistemafotovoltaico de aproximadamente 5000 kWp ou seja 5MWp que eacute o valor maacuteximo au-torizado para minigeraccedilatildeo conforme a Resoluccedilatildeo no 6872015 devendo esse sistema serconectado em meacutedia ou alta tensatildeo (ANEEL 2012a) Poreacutem devido a limitaccedilotildees im-postas por essa resoluccedilatildeo normativa a potecircncia maacutexima instalada em um consumidor dogrupo A eacute limitada pela demanda contratada que nesse caso eacute 2100 kW Tal sistema eacutecapaz de produzir anualmente 3226164 kWh ou aproximadamente 2688 MWh por mecircsNessa seccedilatildeo simulamos o tempo de retorno do investimento inicial considerando valoresde kWp disponiacuteveis na literatura aumento de 5 ao ano da tarifa de energia eleacutetrica con-siderado razoaacutevel perante a inflaccedilatildeo considerada como uma condiccedilatildeo conservadora umavez que recentemente as tarifas superaram esses valor devido ao despacho de termeleacutetri-cas por causa da situaccedilatildeo hidroloacutegica desfavoraacutevel aleacutem da perda de eficiecircncia do sistemafotovoltaico ao longo da vida uacutetilConsiderando os custos divulgados atraveacutes da previsotildees e SFCR jaacute instalados no Brasil eno mundo disponiacuteveis na literatura foram calculados com auxiacutelio do Excel os custos deum SFCR com potecircncia de 5000 kWp para atender o centro de pesquisa com o apoio doexcel Os resultados estatildeo descritos na tabela 43

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Capiacutetulo Quatro 44 Resultado do Payback Simples a custos variados

Tabela 43 Informaccedilotildees sobre o custo de implantaccedilatildeo do SFCR de acordo com o preccedilo do Wpencontrado na literatura


Assim como foi feito por Mian (2015) a forma utilizada para comparar os sistemas netmetering e o FiT eacute calculando o custo dessas para a sociedade brasileira Esse custo por serarcado pelo consumidor de energia ou pelo contribuinte atraveacutes dos impostos arrecadadospelo governoPara a anaacutelise da simulaccedilatildeo de Monte Carlo foram excluiacutedos da probabilidade o preccedilo daprevisatildeo de 2030 divulgado pela EPE (2014b) por ser um preccedilo a longo prazo e tambeacutemos preccedilos indicados por Lacchini amp Santos (2013) e Alnaser Alnaser amp Batarseh (2014)por serem considerados fora dos padrotildees atuais

44 Resultado do Payback Simples a custos variados

Payback que em portuguecircs significa ldquoretornordquo eacute uma teacutecnica muito utilizada para anaacutelisedo prazo de retorno do investimento em um projeto Eacute portanto o tempo de retorno do

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Capiacutetulo Quatro 45 Reduccedilatildeo do consumo de energia eleacutetrica apoacutes instalaccedilatildeo do SFCR

investimento inicial ateacute o momento no qual o ganho acumulado se igual ao valor desteinvestimento Normalmente este periacuteodo eacute medido em meses ou anos

O caacutelculo do payback simples levou em consideraccedilatildeo as perdas anuais do SFCR e o aumentoanual da tarifa de energia ao longo do tempo Os resultados estatildeo demonstrados no graacuteficoda figura 42

Figura 42 Tempo de retorno do investimentoElaborado pelo autor

Percebe-se que para um SFCR ser atrativo no centro de pesquisa em questatildeo eacute necessaacuterioque o preccedilo em R$kWp natildeo seja maior do que R$ 8000 Para valores situados entreR$ 8000 e R$10000 teremos um payback de 10 a 12 anos que eacute considerado um periacuteodorazoaacutevel Valores acima de R$ 10000 inviabiliza a instalaccedilatildeo do SFCR Entretanto opayback descontado eacute o mais indicado para analisar o retorno financeiro pois leva emconsideraccedilatildeo os fluxos de caixa futuros a valores presentes Tal anaacutelise seraacute mostrada emtoacutepicos seguintes

45 Reduccedilatildeo do consumo de energia eleacutetrica apoacutes instalaccedilatildeo doSFCR

Esta seccedilatildeo traz os resultados da geraccedilatildeo fotovoltaica mensal de um sistema limitado pelaResoluccedilatildeo no 4822012 e um sistema de maior porte comparando-os com o consumo fora

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da ponta de potecircncia ativa do centro de pesquisa disponiacutevel na figura 41 em um mesmoperiacuteodo Os dados foram organizados em MWhmecircs conforme visualizado na tabelaabaixo

Tabela 44 Contribuiccedilatildeo da geraccedilatildeo fotovoltaica com diferentes sistemas em relaccedilatildeo ao consumoenergeacutetico do centro de pesquisa

Modelo de tabela adaptado de Zomer (2010)

Mecircs Consumo MeacutedioGeraccedilatildeo FotovoltaicaSistema 21 MWp

EconomiaGeraccedilatildeo Fotovoltaica

Sistema 5 MWpEconomia

JAN 70000 3269 467 7783 1112FEV 62000 2765 446 6583 1062MAR 85000 2965 349 7059 830ABR 78000 2412 309 5743 736MAI 80000 2293 287 5459 682JUN 68000 1900 279 4523 665JUL 65000 1730 266 4119 634AGO 70000 2542 363 6051 864SET 65000 2775 427 6607 1016OUT 70000 3323 475 7911 1130NOV 72000 3113 432 7411 1029DEZ 65000 3174 488 7555 1162

TOTAL 850000 32266 380 76811 904

Excedente seraacute injetado na rede para compensaccedilatildeo

Nesse contexto considerando as limitaccedilotildees de potecircncia de acordo com a demanda impostapela resoluccedilatildeo normativa No 6872015 o sistema de 21 MWp natildeo consegue suprir todo oconsumo mensal do centro de pesquisa impossibilitando assim a participaccedilatildeo no sistemade compensaccedilatildeo de energia eleacutetricaJaacute o sistema de 5 MWp consegue fornecer aleacutem da energia consumida pela centro depesquisa no periacuteodo de setembro a fevereiro enquanto que nos demais meses o sistemasupre apenas parte da energia necessaacuteria podendo compensar os creacuteditos gerados nosveratildeo

Eacute possiacutevel perceber atraveacutes do graacutefico da figura 43 que um SFCR com uma potecircnciainstalada de 21 MW produziraacute uma reduccedilatildeo no consumo anual de energia no horaacuterio FPdo centro de pesquisa de 38 chegando a 42 na eacutepoca do veratildeo Jaacute um sistema de 5MWp instalado nas mesmas condiccedilotildees traria uma economia de 90 no consumo anualde energia no horaacuterio fora da ponta considerando o fornecimento de energia a rede nosmeses onde a geraccedilatildeo for maior que o consumo e a compensaccedilatildeo nos meses onde isso natildeoocorre No entanto esta anaacutelise natildeo garante que a maacutexima geraccedilatildeo esteja ocorrendo nodia de maacuteximo consumo sendo necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo dia a dia

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Capiacutetulo Quatro 46 Resultado determiniacutestico sem recontrataccedilatildeo de demanda

Figura 43 Graacutefico do resultado da comparaccedilatildeo entre energia gerada por diferentes sistemas e oconsumo mensal do centro de pesquisa


Eacute interessante lembrar que clientes do tipo A4 horo-sazonal satildeo faturados tambeacutem pordemanda (kW) e que o sistema fotovoltaico tem o potencial de proporcionar uma economiaapenas no consumo de energia (kWh) por ser uma fonte considerada natildeo firme

46 Resultado determiniacutestico sem recontrataccedilatildeo de demanda

O meacutetodo determiniacutestico consiste da simples utilizaccedilatildeo dos valores esperados para cadauma cada uma das variaacuteveis independentes para o caacutelculo dos indicadores econocircmicos(SPAGNOL 2002 OLIVEIRA 2008) Eacute possiacutevel realizar anaacutelises atribuindo valoresfixos aos dados de entrada desprezando as variaccedilotildees que estes possam estar expostosdurante a vida uacutetil do projeto contribuindo assim para resultados imprecisos Para ocaacutelculo determiniacutestico dos indicadores econocircmicos eacute necessaacuterio adquirir o fluxo de caixadurante a vida uacutetil do projeto e para isso eacute necessaacuterio definir os componentes de caixado projeto Satildeo eles

bull Investimento - Estaacute relacionado com todos os valores gastos para a implantaccedilatildeo do

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SFCR

Investimento = (V alor unitario do kWptimes Potencia) (42)

Investimento = - R$ 2549992033

bull Receita Total do Empreendimento - Considerando que a receita se trata da econo-mia de energia consumida pelo centro de pesquisa durante a vida uacutetil do SFCRatribuindo um aumento anual da tarifa de energia de 5 aa ao logo dos 25 anos deoperaccedilatildeo teremos

Receita Total =25sumt=1

((consumo anualt times V alor do kWht) minus despesas operacionaist)

(43)

Receita Total = R$ 12026233315 - R$ 662997928 = R$11363235387

Com os dados obtidos anteriormente eacute possiacutevel calcular o Valor Presente Liacutequido a TaxaInterna de Retorno e o tempo de retorno do investimento caso a instalaccedilatildeo do SFCR sejarealizada Considerando uma taxa de desconto de 7 utilizando as equaccedilotildees 313 314e 315 o valor do VPL da TIR e do payback descontado no modelo de incentivo netmetering satildeo respectivamente igual a

VPL = R$ 1950173676

TIR = 13

Payback Descontado = 12 anos e 6 meses

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Tabela 45 Fluxo de caixa do net metering sem considerar recontrataccedilatildeo de demandaElaborado pelo autor

Figura 44 payback sem recontrataccedilatildeo de demanda no modelo net meteringElaborado pelo autor

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De foma anaacuteloga para o modelo de incentivo FiT teremos

VPL = R$ 4746520398

TIR = 26


Tabela 46 Fluxo de caixa do FiT sem considerar recontrataccedilatildeo de demandaElaborado pelo autor

Figura 45 payback sem recontrataccedilatildeo de demanda no modelo FiTElaborado pelo autor

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Capiacutetulo Quatro 47 Resultado determiniacutestico com recontrataccedilatildeo de demanda

Percebe-se portanto que os resultados utilizando o meacutetodo determiniacutestico apresentaramvalores viabilizando o projeto Caso o centro de pesquisa implante o SFCR em questatildeo eacutede se esperar um VPL de R$ 1976693593 a TIR apresentou um valor de 13 e o paybackfoi menor do que a vida uacutetil do sistema fotovoltaico Mais animador foram os resultadosde acordo com o modelo FiT onde o VPL foi de R$ 4746520398 a TIR apresentou 26e o payback foi de pouco mais de 4 anosO meacutetodo determiniacutestico natildeo permite nenhuma avaliaccedilatildeo dos riscos do investimento vistoque todas as variaacuteveis satildeo consideradas como fixas sem quaisquer variaccedilotildees tornado assimos resultados determiniacutesticos insuficientes para uma tomada de decisatildeo (SPAGNOL 2002OLIVEIRA 2008)

47 Resultado determiniacutestico com recontrataccedilatildeo de demanda

De acordo com as tabelas e graacuteficos obtidos na anaacutelise de simulaccedilotildees anteriores entregeraccedilatildeo fotovoltaica e consumo energeacutetico outra questatildeo que deve ser avaliada eacute a recon-trataccedilatildeo de demanda O centro de pesquisa em questatildeo possui um contrato de demandacom a concessionaacuteria local de 2100 kW onde mesmo que a unidade consumidora natildeodemande toda a potecircncia contratada deve pagar por ela Caso ultrapasse a demandacontratada a tarifa do kW ultrapassado eacute bem superior agrave tarifa convencional funcio-nando como uma puniccedilatildeo pelo excesso Portanto uma boa previsatildeo de demanda maacuteximaeacute fundamental e quanto menor ela for menor o custo para a empresaNeste contexto a geraccedilatildeo fotovoltaica pode se apresentar como uma opccedilatildeo interessantepara reduzir a demanda contratada proporcionando tanto economia com a nova demandacontratada quanto com os custos evitados em ultrapassagem de demanda

Poreacutem a resoluccedilatildeo normativa da ANEEL (2015) No 6872015 descreve no sect1o que apotecircncia instalada da microgeraccedilatildeo e da minigeraccedilatildeo distribuiacuteda fica limitada agrave potecircnciadisponibilizada para a unidade consumidora onde a central geradora seraacute conectada nostermos do inciso LX art 2o da Resoluccedilatildeo Normativa no 414 de 9 de setembro de 2010e caso o consumidor deseje instalar central geradora com potecircncia superior ao limiteestabelecido no sect1o deve solicitar o aumento da potecircncia disponibilizada nos termos doart 27 da Resoluccedilatildeo Normativa no 414 de 9 de setembro de 2010 sendo dispensado oaumento da carga instalada

Essa exigecircncia estaacute relacionada com paracircmetros de suportabilidade da rede eleacutetrica poispara injetar na rede a energia gerada pelo produtor eacute necessaacuterio que a rede eleacutetrica suportevalores maiores do que a demanda contratada pelo produtor A figura 46 apresenta asdemandas contratadas e medidas para cada mecircs durante o periacuteodo de outubro de 2015 eoutubro de 2016

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Figura 46 Demanda medida e contratada durante 2015 e 2016Elaborado pelo autor

Qualquer mudanccedila de demanda contratada deve ser bastante estudada pois uma in-disponibilidade da geraccedilatildeo fotovoltaica pode provocar uma ultrapassagem da demandacausando um prejuiacutezo muito grande para o centro de pesquisa De acordo com Zomer(2010) para a anaacutelise da recontrataccedilatildeo de demanda deve-se diminuir do consumo ener-geacutetico horaacuterio inicial a parcela de energia gerada pelo sistema fotovoltaico tendo comoresultado uma nova demanda final para o centro de pesquisa

Tabela 47 Custo da demanda contratada atual e exigida no primeiro anoElaborado pelo autor

Com a nova demanda contratada de 5000 kW necessaacuteria para instalaccedilatildeo de um SFCRcom potecircncia de 5 MWp no primeiro ano haveraacute um custo adicional de R$ 82662908impactando negativamente no fluxo de caixa do centro de pesquisa As tabelas 48 e 49apresentam o fluxo de caixa dos 25 anos de atividade do SFCR considerando o aumentode demanda no modelos net metering e feed-in tariff respectivamente

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Tabela 48 Fluxo de caixa considerando recontrataccedilatildeo de demanda no modelo net meteringElaborado pelo autor

VPL = R$ 1013374519

TIR = 10


Figura 47 Tempo de retorno do investimento segundo modelo net metering considerando re-contrataccedilatildeo da demanda


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Tabela 49 Fluxo de caixa considerando recontrataccedilatildeo de demanda no modelo FiTElaborado pelo autor

VPL = R$ 3783201324

TIR = 23

Payback Descontado = 5 anos

Figura 48 Tempo de retorno do investimento segundo modelo FiT considerando recontrataccedilatildeoda demanda


Atraveacutes da tabela 410 eacute possiacutevel perceber a inviabilidade da implantaccedilatildeo de um SFCR

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Capiacutetulo Quatro 48 Simulaccedilatildeo de Monte Carlo para anaacutelise de viabilidade econocircmica

no centro de pesquisa de acordo com resoluccedilatildeo normativa No 6872015 devido aos resul-tados econocircmicos encontrados Apesar de apresentarem VPLs positivos independente dademanda a sua recontrataccedilatildeo para 5000 kW implica em uma TIR de 10 somente 3pontos acima da taxa miacutenima de atratividade fixada em 7 deixando o projeto poucoatrativo O tempo de retorno do investimento foi de aproximadamente 17 anos deixandoo investimento exposto durante esse periacuteodo a fatores de incerteza que podem prejudicaro sucesso do projetoSe tratando do modelo FiT verifica-se a atratividade da instalaccedilatildeo do projeto no centrode pesquisa mesmo apoacutes o aumento da demanda contratada uma vez que o VPL foi posi-tivo com o valor de R$ 37832013 a TIR 23 e o tempo de retorno continuou vantajosoao atingir 5 anos

Tabela 410 Comparaccedilatildeo dos resultados determiniacutesticos em funccedilatildeo da demanda e modelo deincentivo a geraccedilatildeo distribuiacuteda


48 Simulaccedilatildeo de Monte Carlo para anaacutelise de viabilidade econocirc-mica

Apoacutes a soluccedilatildeo do problema de forma determiniacutestica faz-se necessaacuterio a Simulaccedilatildeo deMonte Carlo no caacutelculo das variaacuteveis de saiacuteda Para isso foi organizada a base de caacutelculopara a simulaccedilatildeo atraveacutes da ferramenta Crystal Ball Depois disso as variaacuteveis queintegram o caacutelculo do VPL TIR e payback descontado devem ser modeladas como variaacuteveisindependentes e atribuiacutedas distribuiccedilotildees de probabilidade a cada uma delas com o objetivode demonstrar as incertezas presentes no projeto

481 Caacutelculo probabiliacutestico do VPL TIR e Payback

Diferentemente do meacutetodo determiniacutestico o meacutetodo probabiliacutestico considera as variaccedilotildeesdo comportamento dos paracircmetros que interferem nos iacutendices da avaliaccedilatildeo econocircmica deum projeto quantificando o risco com relativa precisatildeo Atraveacutes de experiecircncias que en-volvem energias renovaacuteveis informaccedilotildees de especialistas em fotovoltaica dados histoacutericosaleacutem de resultados de pesquisas cientificas eacute possiacutevel prever o comportamento das variaacute-

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veis de entrada Em seguida esses dados seratildeo utilizados para o caacutelculo das variaacuteveis desaiacuteda como eacute o caso do VPL TIR e payback descontado atraveacutes de um nuacutemero elevadode interaccedilotildees o Meacutetodo de Monte Carlo E por fim eacute possiacutevel o centro de pesquisa ava-liar o grau de risco do projeto fotovoltaico conectado agrave rede de acordo com o conjunto deprobabilidades relacionadas com as variaacuteveis de saiacuteda obtidas ao final da simulaccedilatildeo

482 Resultados nos modelos Net Metering e Feed-in Tariff

Conforme foi detalhado na seccedilatildeo 2103 o modelo de tarifaccedilatildeo net metering tem efeitoseconocircmicos voltados exclusivamente para a reduccedilatildeo nas contas de energia do consumidorPara o modelo de compensaccedilatildeo de creacuteditos utilizado atualmente no Brasil adotou-secomo receita o valor equivalente agrave energia consumida e que seria paga agrave distribuidoraEnquanto que no modelo feed-in tariff toda a energia gerada eacute injetada na rede sem quehaja nenhum consumo pelas carga Assim foi atribuiacutedo um valor 4 vezes maior do que ovalor da tarifa paga a distribuidora pelo centro de pesquisa tarifa essa que se encontra natabela 36 O histograma da figura 49 mostra o resultado da simulaccedilatildeo de Monte Carloque representa o VPL considerando o modelo de remuneraccedilatildeo net metering

Figura 49 Resultado do VPL Net MeteringElaborado pelo autor

Analisando o graacutefico a principal informaccedilatildeo estaacute contida no indicador Certainly quedemonstra de forma percentual qual a probabilidade do valor presente liacutequido ser maior doque 0 Estaacute presente no graacutefico tambeacutem a meacutedia dos valores do VPL calculados Percebe-se entatildeo que a probabilidade do VLP ser positivo eacute de apenas 5873 e seu valor meacutedio eacuteR$ 348577780 Logo sob estas condiccedilotildees natildeo seria interessante a implantaccedilatildeo do SFCRem consumidores do grupo A

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Outras informaccedilotildees importantes como a meacutedia valores miacutenimo e maacuteximo tambeacutem satildeoobtidos com a simulaccedilatildeo como monstra a tabela 411

Tabela 411 Dados importantes da simulaccedilatildeo VPL Net MeteringElaborado pelo autor

Os demais resultados sobre o VPL TIR e payback no modelo de compensaccedilatildeo de creacuteditosou na venda da energia eleacutetrica gerada estatildeo apresentados a seguirObserva-se no histograma da figura 410 que 9995 dos valores do VPL no modelo detarifaccedilatildeo FiT satildeo positivos onde a meacutedia apresentou o valor de R$ 2696993941 OVPL miacutenimo foi R$ 206883447 negativos e o maacuteximo R$ 8618901963 Portanto essemodelo eacute bastante atrativo para implantaccedilatildeo do projeto FV no centro de pesquisa

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Figura 410 VPL considerando o sistema feed-in tariffElaborado pelo autor

O histograma da figura 411 apresenta os valores simulados para a TIR O resultado destataxa obtida pelo fluxo de caixa determiniacutestico foi de 13 Com a simulaccedilatildeo de MonteCarlo a TIR meacutedia eacute de apenas 12 o valor miacutenimo eacute de 3 e maacuteximo de 21

Figura 411 TIR considerando o sistema net meteringElaborado pelo autor

Jaacute no modelo FiT eacute possiacutevel perceber atraveacutes do histograma 412 que 100 dos valores

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encontrados estatildeo situados acima da TIR onde o valor meacutedio foi de 23 o valor miacutenimofoi 13 e maacuteximo 32

Figura 412 TIR considerando o sistema feed-in tariffElaborado pelo autor

Verifica-se na figura 413 que o modelo net metering atual apresenta um resultado depayback descontado proacuteximo a vida uacutetil do sistema fotovoltaico onde o menor prazoencontrado foram 8 anos e 2 meses o prazo maacuteximo 39 anos e 9 meses e o tempo deretorno meacutedio foram longos 23 anos e meio

Figura 413 Payback considerando o sistema net meteringElaborado pelo autor

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Como se pode observar no histograma e no resumo estatiacutestico da figura 414 percebe-seque o payback descontado do modelo FiT eacute muito mais atrativo pois apresenta um tempode retorno meacutedio de 6 anos e 2 meses com um miacutenimo de 3 anos e meio e um maacuteximode 28 anos e 5 meses

Figura 414 Payback considerando o sistema feed-in tariffElaborado pelo autor

Ao contraacuterio dos resultados determiniacutestico os iacutendices econocircmicos gerados pela simulaccedilatildeode Monte Carlo levam em consideraccedilatildeo as incertezas previstas permitindo assim umaanaacutelise da probabilidade de insucesso econocircmico do projetoOs resultados das simulaccedilotildees atraveacutes do meacutetodo de Monte Carlo estatildeo destacados natabela abaixo

Tabela 412 Resultados probabiliacutesticos utilizando Monte CarloVariaacutevel Miacutenimo Meacutedia Maacuteximo ProbabilidadeVPL Net (R$ 2454320202) R$ 348577780 R$ 7188386218 5873 gt 0VLP FiT (R$ 206883447) R$ 2696993941 R$ 8618901963 9995 gt 0TIR Net 3 12 21 9667 gt TMATIR FiT 13 23 32 100 gt TMAPB Net 8 anos e 2 meses 23 anos e 6 meses 39 anos e 9 meses 5874 lt 25 anosPB FiT 3 anos e 6 meses 6 anos e 2 meses 28 anos e 5 meses 9995 lt 25 anos

483 Anaacutelise de sensibilidade

De acordo com Bertolo (2002) e Spagnol (2002) a anaacutelise de sensibilidade eacute usada naanaacutelise de risco para identificar as variaacuteveis de maior impacto em um modelo de avaliaccedilatildeo

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de projeto Ela mede a correspondecircncia do resultado do projeto em face a uma variaccedilatildeo(geralmente um desvio porcentual fixo) no valor de uma dada variaacutevel do projeto Spagnol(2002) afirma tambeacutem que no Brasil 812 das empresas utilizam a anaacutelise de sensibili-dade para avaliar os riscos associados ao investimento Assim as anaacutelises de sensibilidadedevem ser usadas sempre que possiacutevel em conjunto com outra metodologia que aponteas probabilidades dos eventos que neste trabalho utilizou-se a simulaccedilatildeo probabiliacutesticaatraveacutes do meacutetodo de Monte Carlo onde todas as variaacuteveis sofreram distensotildees simulta-neamente conforme suas funccedilotildees de distribuiccedilatildeo de probabilidade

Verifica-se na figura 415 que o VPL no modelo net metering possui sensibilidade negativaatribuiacuteda a taxa miacutenima de atratividade e aos custos voltados ao SFCR com valores de49 e 227 respectivamente Enquanto que o custo da tarifa de energia sensibiliza oVPL de forma crescente em 282 Jaacute no modelo FiT a variaacutevel independente que maissensibiliza negativamente o VPL eacute a TMA com o valor de 777 seguida pelos custosdo SFCR de forma tambeacutem negativa com o valor de 133 O custo da tarifa de energianesse modelo contribui de forma positiva com 9

Figura 415 Sensibilidade do valor presente liacutequidoElaborado pelo autor

Se tratando da FiT praticamente 100 da variaccedilatildeo do VPL estaacute relacionado com avariaccedilatildeo dos custos do SFCRComo se observa na figura 416 a TIR no modelo net metering cresce de acordo com oaumento na tarifa de energia que nesse caso atua com 517 de participaccedilatildeo no resultadoOs custos do SFCR por sua vez afeta em 483 de forma negativa na composiccedilatildeo na TIREm ambos os casos natildeo haacute variaccedilatildeo da TIR devido a variaccedilotildees na TMA

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Capiacutetulo Quatro 49 Discussatildeo dos resultados

Figura 416 Sensibilidade da TIRElaborado pelo autor

Por fim percebe-se na anaacutelise de sensibilidade do payback da figura 417 que no modelovigente atualmente a TMA e os custos do sistema FV contribuem de forma a aumentaro tempo de retorno do investimento com 437 e 336 respectivamente O paybackno modelo feed-in tariff eacute sensibilizado principalmente devido a variaccedilotildees no custo deimplantaccedilatildeo do SFCR representando 931 enquanto que a TMA eacute responsaacutevel em apenas69 O custo da tarifa de energia natildeo se mostrou sensibilizar o payback nesse resultado

Figura 417 Sensibilidade do PaybackElaborado pelo autor

49 Discussatildeo dos resultados

De acordo com os resultados econocircmicos obtidos na pesquisa o investimento na geraccedilatildeo deenergia fotovoltaica apresenta um potencial risco de fracasso para consumidores do grupoA A anaacutelise dos resultados apresenta a diferenccedila dos indicadores financeiros paybackVPL e TIR entre os dois modelos tarifaacuterios aplicados ao fomento da minigeraccedilatildeo net

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metering e feed-in tariff ficando comprovada a atratividade desta ultima sobre o sistemade compensaccedilatildeo e geraccedilatildeo de creacuteditos definida pela resoluccedilatildeo normativa No 6872015A figura 418 mostra o prejuiacutezo que acontece quando o investidor decide aumentar ademanda contratada para se adequar as regras da resoluccedilatildeo normativa No 6872015No modelo adotado nessa pesquisa o incentivo FiT natildeo apresentou impactos significativoscom o aumento da demanda contratada poreacutem com o incentivo atual vigente no Brasilo net metering elevou-se o payback de aproximadamente 12 anos para 17 anos devido aoscustos com a nova demanda contratada

Figura 418 Resultados dopayback em diferentes cenaacuteriosElaborado pelo autor

Levando em consideraccedilatildeo que seja consumido o maacuteximo da energia gerada pelo SFCRe ainda injetado o excedente na rede a tendecircncia eacute que a demanda energeacutetica da uni-dade consumidora reduza consideravelmente sendo desnecessaacuterio uma recontrataccedilatildeo dedemanda apenas para atender a regulamentaccedilatildeoPortanto a resoluccedilatildeo normativa da ANEEL (2015) precisa ser discutida observando osseguintes aspectos que podem impulsionar a minigeraccedilatildeo

bull Possibilidade do minigerador manter a demanda contratada atual fixada por umdeterminado periacuteodo de tempo independente da potecircncia do sistema fotovoltaicoinstalado

bull Reajustar a tarifa de ultrapassagem de demanda para os demais consumidores comouma forma de compensar a distribuidora com investimentos na rede de distribuiccedilatildeopermanecendo o minigerador com a demanda atual

bull Ou ainda medidas que promovam a limitaccedilatildeo de potecircncia do SFCR apenas conformea minigeraccedilatildeo distribuida (5 MW) evitando assim onerar o investimento com umapossiacutevel recontrataccedilatildeo da demanda

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Capiacutetulo Cinco

Conclusotildees

Por fim neste capiacutetulo seratildeo apresentadas as conclusotildees do presente trabalho e sugeridaspesquisas futuras em relaccedilatildeo ao tema

51 Conclusotildees

Neste trabalho foram avaliados fatores que influenciam a viabilidade econocircmica de umminigerador conectado agrave rede agrave luz da resoluccedilatildeo normativa no 4822012 e no 6872015 deforma determiniacutestica e probabiliacutestica tomando como referecircncia um centro de pesquisa dacidade de SalvadorA viabilidade da minigeraccedilatildeo depende de diversos fatores como por exemplo investi-mento inicial necessaacuterio desempenho do sistema de acordo com os niacuteveis de irradiaccedilatildeosolar energia gerada durante a vida uacutetil perfil da curva de carga do consumidor e aleacutemdisso das condiccedilotildees vigentes nas tarifas de energia eleacutetrica para o grupo em questatildeo taiscondiccedilotildees aleacutem de outras foram incluiacutedas no modelo para a avaliaccedilatildeoConsiderando o mercado atual ainda natildeo haacute uma paridade tarifaacuteria do valor do kWhgerado pelo sistema fotovoltaico com o valor do kWh fornecido pela distribuidora local(COELBA) para consumidores do grupo A verde tornando desfavoraacutevel o investimentono SFCR em um primeiro momento para o centro de pesquisaO programa tarifaacuterio net metering natildeo apresenta resultados que incentivem a geraccedilatildeodistribuiacuteda para o centro de pesquisa ou qualquer outro consumidor que se enquadre nasmesma condiccedilotildees de tarifaccedilatildeo devido ao baixo custo do kWh fornecido pela rede que se-ria utilizado nos sistemas de compensaccedilatildeo de creacuteditos Outra consideraccedilatildeo negativa estaacuterelacionada com a potecircncia instalada da microgeraccedilatildeo e da minigeraccedilatildeo distribuiacuteda ficarlimitada agrave potecircncia disponibilizada para a unidade consumidora onde a central geradoraseraacute conectada podendo assim natildeo suprir todo o consumo da unidade consumidor e muitomenos injetar na rede como eacute o caso do centro de pesquisaOs resultados do modelo de incentivo net metering mostraram tambeacutem atraveacutes do meacute-todo determiniacutestico a viabilidade na implantaccedilatildeo do SFCR apresentando um VPL de R$1976693593 a TIR em 13 e um payback de 12 anos e meio desconsiderando a recontra-taccedilatildeo de demanda poreacutem os resultados determiniacutesticos natildeo permitem nenhuma avaliaccedilatildeodos riscos do investimento visto que todas as variaacuteveis de entrada foram consideradascomo fixas sem quaisquer variaccedilotildees futurasCom a utilizaccedilatildeo do meacutetodo de Monte Carlo foram feitas comparaccedilatildeo entre os modelosnet metering e feed-in tariff apontando que no modelo onde toda a energia gerada pelosistema fotovoltaico eacute injetada na rede ocorrem melhores resultados do VPL TIR e pay-

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Capiacutetulo Cinco 52 Atividade futuras de pesquisa

backA probabilidade de viabilidade econocircmica sob o ponto de vista do VPL e payback passade 991 para o modelo FiT enquanto que no modelo net metering a viabilidade foide somente 587 Para a taxa interna de retorno (TIR) a probabilidade do valor sermaior que a TMA foi satisfatoacuteria para ambos os modelos de incentivo A anaacutelise de sen-sibilidade mostrou que a viabilidade do SFCR estaacute relacionada diretamente com valor dokWh cobrado pela concessionaacuteria e os custos de implantaccedilatildeo manutenccedilatildeo e operaccedilatildeo doSFCRO meacutetodo de Monte Carlo se mostrou uma ferramenta de suma importacircncia para simularcenaacuterios que envolvem incertezas que nesse caso foram as variaacuteveis de entrada custo deimplantaccedilatildeo do SFCR a taxa de aumento da tarifa de energia e tambeacutem a taxa miacutenimade atratividade definida na pesquisa como 7Analisando o momento atual da tecnologia fotovoltaica a sua expansatildeo para consumidoresde maior porte estaacute condicionada a alteraccedilatildeo da potecircncia maacutexima limitada pela demandadescrita na resoluccedilatildeo No 6872015 e tambeacutem ferramentas de incentivo diretamente rela-cionados aos custos de implantaccedilatildeo dos sistemas fotovoltaicos conectados agrave rede jaacute quedentro da regulamentaccedilatildeo atual o retorno financeiro foi insatisfatoacuterio

52 Atividade futuras de pesquisa

Pesquisas futuras podem ser desenvolvidas a partir desta como por exemplo

bull Proposiccedilatildeo atraveacutes de dados de modelagem e simulaccedilatildeo probabiliacutesticas de mudanccedilada RN de micro e minigeraccedilatildeo

bull Utilizar a simulaccedilatildeo de Monte Carlo para anaacutelise de viabilidade de implantaccedilatildeo emSFCR para microgeraccedilatildeo

bull Avaliar a viabilidade dos SFCR em consumidores de microgeraccedilatildeo e minigeraccedilatildeolevando em consideraccedilatildeo as bandeiras tarifaacuterias

bull Comparar a probabilidade de sucesso econocircmico entre a geraccedilatildeo fotovoltaica e ageraccedilatildeo eoacutelica

bull Desenvolver variaccedilotildees no modelo regulatoacuterio atual com o objetivo de expandir autilizaccedilatildeo de sistemas fotovoltaicos no Brasil

bull Avaliar os impactos teacutecnicos e econocircmicos que a minigeraccedilatildeo provoca nas redes dedistribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica

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3311216PVSYST V643

Grid-Connected System Simulation parameters

PVsyst Evaluation mode

Project Mestrado FVGeographical Site Salvador Country BrazilSituation Latitude 126degS Longitude 383degW

Time defined as Legal Time Time zone UT-3 Altitude 8 mAlbedo 020

Meteo data Salvador SyntheticSimulation variant New simulation variant II

Simulation date 311216 09h56

Simulation parametersCollector Plane Orientation Tilt 13deg Azimuth 0degModels used Transposition Perez Diffuse Perez MeteonormHorizon Free HorizonNear Shadings No ShadingsPV Array CharacteristicsPV module Si-mono Model Mono 250 Wp 60 cells

Manufacturer GenericOriginal PVsyst databaseNumber of PV modules In series 24 modules In parallel 350 stringsTotal number of PV modules Nb modules 8400 Unit Nom Power 250 WpArray global power Nominal (STC) 2100 kWp At operating cond 1714 kWp (65degC)Array operating characteristics (50degC) U mpp 599 V I mpp 2861 ATotal area Module area 13666 msup2 Cell area 11945 msup2Inverter Model AGILO TL 3600-3 Outdoor

Manufacturer Fronius InternationalOriginal PVsyst databaseCharacteristics Operating Voltage 505-820 V Unit Nom Power 360 kWacInverter pack Nb of inverters 5 units Total Power 1800 kWac

PV Array loss factorsArray Soiling Losses Loss Fraction 30 Thermal Loss factor Uc (const) 200 Wmsup2K Uv (wind) 00 Wmsup2K msWiring Ohmic Loss Global array res 39 mOhm Loss Fraction 15 at STCModule Quality Loss Loss Fraction -08 Module Mismatch Losses Loss Fraction 10 at MPPIncidence effect ASHRAE parametrization IAM = 1 - bo (1cos i - 1) bo Param 005

Users needs Unlimited load (grid)

Apecircndice A

Simulaccedilatildeo do sistema de 21 MWp

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Apecircndice B


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AGEcircNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELEacuteTRICA ndash ANEEL

RESOLUCcedilAtildeO NORMATIVA Nordm 687 DE 24 DE NOVEMBRO DE 2015 Altera a Resoluccedilatildeo Normativa nordm 482 de 17 de abril de 2012 e os Moacutedulos 1 e 3 dos Procedimentos de Distribuiccedilatildeo ndash PRODIST

Voto

O Diretor-Geral da Agecircncia Nacional de Energia Eleacutetrica - ANEEL no uso de suas atribuiccedilotildees regimentais de acordo com deliberaccedilatildeo da Diretoria tendo em vista o disposto na Lei nordm 9427 de 26 de dezembro de 1996 com base no art 4ordm incisos IV e XVI Anexo I do Decreto nordm 2335 de 6 de outubro de 1997 no que consta do Processo nordm 485000049242010-51 e considerando as contribuiccedilotildees recebidas na Audiecircncia Puacuteblica nordm 0262015 realizada entre 7 de maio de 2015 e 22 de junho de 2015 que foram objeto de anaacutelise desta Agecircncia e permitiram o aperfeiccediloamento deste ato regulamentar resolve

Art 1ordm Alterar o art 2ordm da Resoluccedilatildeo Normativa nordm 482 de 17 de abril de 2012 que passa a

vigorar com a seguinte redaccedilatildeo ldquoArt 2ordm

I - microgeraccedilatildeo distribuiacuteda central geradora de energia eleacutetrica com potecircncia instalada menor ou igual a 75 kW e que utilize cogeraccedilatildeo qualificada conforme regulamentaccedilatildeo da ANEEL ou fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras II - minigeraccedilatildeo distribuiacuteda central geradora de energia eleacutetrica com potecircncia instalada superior a 75 kW e menor ou igual a 3 MW para fontes hiacutedricas ou menor ou igual a 5 MW para cogeraccedilatildeo qualificada conforme regulamentaccedilatildeo da ANEEL ou para as demais fontes renovaacuteveis de energia eleacutetrica conectada na rede de distribuiccedilatildeo por meio de instalaccedilotildees de unidades consumidoras III - sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica sistema no qual a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda eacute cedida por meio de empreacutestimo gratuito agrave distribuidora local e posteriormente compensada com o consumo de energia eleacutetrica ativa IV - melhoria instalaccedilatildeo substituiccedilatildeo ou reforma de equipamentos em instalaccedilotildees de distribuiccedilatildeo existentes ou a adequaccedilatildeo destas instalaccedilotildees visando manter a prestaccedilatildeo de serviccedilo adequado de energia eleacutetrica V - reforccedilo instalaccedilatildeo substituiccedilatildeo ou reforma de equipamentos em instalaccedilotildees de distribuiccedilatildeo existentes ou a adequaccedilatildeo destas instalaccedilotildees para aumento de capacidade de distribuiccedilatildeo de confiabilidade do sistema de distribuiccedilatildeo de vida uacutetil ou para conexatildeo de usuaacuterios

Apecircndice C

Resoluccedilatildeo Normativa No 6872015

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VI ndash empreendimento com muacuteltiplas unidades consumidoras caracterizado pela utilizaccedilatildeo da energia eleacutetrica de forma independente no qual cada fraccedilatildeo com uso individualizado constitua uma unidade consumidora e as instalaccedilotildees para atendimento das aacutereas de uso comum constituam uma unidade consumidora distinta de responsabilidade do condomiacutenio da administraccedilatildeo ou do proprietaacuterio do empreendimento com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda e desde que as unidades consumidoras estejam localizadas em uma mesma propriedade ou em propriedades contiacuteguas sendo vedada a utilizaccedilatildeo de vias puacuteblicas de passagem aeacuterea ou subterracircnea e de propriedades de terceiros natildeo integrantes do empreendimento VII ndash geraccedilatildeo compartilhada caracterizada pela reuniatildeo de consumidores dentro da mesma aacuterea de concessatildeo ou permissatildeo por meio de consoacutercio ou cooperativa composta por pessoa fiacutesica ou juriacutedica que possua unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda em local diferente das unidades consumidoras nas quais a energia excedente seraacute compensada VIII ndash autoconsumo remoto caracterizado por unidades consumidoras de titularidade de uma mesma Pessoa Juriacutedica incluiacutedas matriz e filial ou Pessoa Fiacutesica que possua unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda em local diferente das unidades consumidoras dentro da mesma aacuterea de concessatildeo ou permissatildeo nas quais a energia excedente seraacute compensadardquo

Art 2ordm Alterar o art 4ordm da Resoluccedilatildeo Normativa nordm 482 de 2012 que passa a vigorar com a seguinte redaccedilatildeo

ldquoArt 4ordm - Fica dispensada a assinatura de contratos de uso e conexatildeo na qualidade de central geradora para os participantes do sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica nos termos do Capiacutetulo III sendo suficiente a emissatildeo pela Distribuidora do Relacionamento Operacional para a microgeraccedilatildeo e a celebraccedilatildeo do Acordo Operativo para a minigeraccedilatildeo nos termos da Seccedilatildeo 37 do Moacutedulo 3 do PRODIST sect1ordm A potecircncia instalada da microgeraccedilatildeo e da minigeraccedilatildeo distribuiacuteda fica limitada agrave potecircncia disponibilizada para a unidade consumidora onde a central geradora seraacute conectada nos termos do inciso LX art 2ordm da Resoluccedilatildeo Normativa nordm 414 de 9 de setembro de 2010 sect2ordm Caso o consumidor deseje instalar central geradora com potecircncia superior ao limite estabelecido no sect1ordm deve solicitar o aumento da potecircncia disponibilizada nos termos do art 27 da Resoluccedilatildeo Normativa nordm 414 de 9 de setembro de 2010 sendo dispensado o aumento da carga instalada sect 3ordm Eacute vedada a divisatildeo de central geradora em unidades de menor porte para se enquadrar nos limites de potecircncia para microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda devendo a distribuidora identificar esses casos solicitar a readequaccedilatildeo da instalaccedilatildeo e caso natildeo atendido negar a adesatildeo ao Sistema de Compensaccedilatildeo de Energia Eleacutetrica sect4ordm Para a determinaccedilatildeo do limite da potecircncia instalada da central geradora localizada em empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras deve-se considerar a potecircncia disponibilizada pela distribuidora para o atendimento do empreendimento

sect5ordm Para a solicitaccedilatildeo de fornecimento inicial de unidade consumidora que inclua microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda a distribuidora deve observar os prazos estabelecidos na Seccedilatildeo 37 do Moacutedulo 3 do PRODIST para emitir a informaccedilatildeo ou o parecer de acesso bem como os prazos de execuccedilatildeo de obras previstos na Resoluccedilatildeo Normativa nordm 414 de 9 de setembro de 2010 sect6ordm Para os casos de empreendimento com muacuteltiplas unidades consumidoras e geraccedilatildeo compartilhada a solicitaccedilatildeo de acesso deve ser acompanhada da coacutepia de instrumento juriacutedico que comprove o compromisso de solidariedade entre os integrantesrdquo

Art 3ordm Inserir os paraacutegrafos 1ordm e 2ordm no art 5ordm da Resoluccedilatildeo Normativa nordm 482 de 2012 com a seguinte redaccedilatildeo

ldquoArt 5ordm sect1ordm Os custos de eventuais melhorias ou reforccedilos no sistema de distribuiccedilatildeo em funccedilatildeo exclusivamente da conexatildeo de microgeraccedilatildeo distribuiacuteda natildeo devem fazer parte do caacutelculo da participaccedilatildeo financeira do consumidor sendo integralmente arcados pela distribuidora exceto para o caso de geraccedilatildeo compartilhada sect2ordm Os custos de eventuais melhorias ou reforccedilos no sistema de distribuiccedilatildeo em funccedilatildeo exclusivamente da conexatildeo de minigeraccedilatildeo distribuiacuteda devem fazer parte do caacutelculo da participaccedilatildeo financeira do consumidorrdquo

Art 4ordm Alterar o art 6ordm da Resoluccedilatildeo Normativa nordm 482 de 2012 que passa a vigorar com a

seguinte redaccedilatildeo

ldquoArt 6ordm Podem aderir ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica os consumidores responsaacuteveis por unidade consumidora I ndash com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda II ndash integrante de empreendimento de muacuteltiplas unidades consumidoras III ndash caracterizada como geraccedilatildeo compartilhada IV ndash caracterizada como autoconsumo remoto sect1ordm Para fins de compensaccedilatildeo a energia ativa injetada no sistema de distribuiccedilatildeo pela unidade consumidora seraacute cedida a tiacutetulo de empreacutestimo gratuito para a distribuidora passando a unidade consumidora a ter um creacutedito em quantidade de energia ativa a ser consumida por um prazo de 60 (sessenta) meses sect2ordm A adesatildeo ao sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica natildeo se aplica aos consumidores livres ou especiais rdquo

Art 5ordm Inserir o art 6A na Resoluccedilatildeo Normativa nordm 482 de 2012 com a seguinte redaccedilatildeo

ldquoArt 6-A A distribuidora natildeo pode incluir os consumidores no sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica nos casos em que for detectado no documento que comprova a posse ou propriedade do imoacutevel onde se encontra instalada a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda que o consumidor tenha alugado ou arrendado terrenos lotes e propriedades em condiccedilotildees nas quais o valor do aluguel ou do arrendamento se decirc em reais por unidade de energia eleacutetricardquo


vigorar com a seguinte redaccedilatildeo

ldquoArt 7ordm No faturamento de unidade consumidora integrante do sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica devem ser observados os seguintes procedimentos

I - deve ser cobrado no miacutenimo o valor referente ao custo de disponibilidade para o consumidor do grupo B ou da demanda contratada para o consumidor do grupo A conforme o caso II ndash para o caso de unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda exceto para aquelas de que trata o inciso II do art 6ordm o faturamento deve considerar a energia consumida deduzidos a energia injetada e eventual creacutedito de energia acumulado em ciclos de faturamentos anteriores por posto tarifaacuterio quando for o caso sobre os quais deveratildeo incidir todas as componentes da tarifa em R$MWh III ndash para o caso de unidade consumidora com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda a que se refere o inciso II do art 6ordm o faturamento deve considerar a energia consumida deduzidos o percentual de energia excedente alocado a essa unidade consumidora e eventual creacutedito de energia acumulado em ciclos de faturamentos anteriores por posto tarifaacuterio quando for o caso sobre os quais deveratildeo incidir todas as componentes da tarifa em R$MWh IV ndash o excedente de energia eacute a diferenccedila positiva entre a energia injetada e a consumida exceto para o caso de empreendimentos de muacuteltiplas unidades consumidoras em que o excedente eacute igual agrave energia injetada V ndash quando o creacutedito de energia acumulado em ciclos de faturamentos anteriores for utilizado para compensar o consumo natildeo se deve debitar do saldo atual o montante de energia equivalente ao custo de disponibilidade aplicado aos consumidores do grupo B VI - o excedente de energia que natildeo tenha sido compensado na proacutepria unidade consumidora pode ser utilizado para compensar o consumo de outras unidades consumidoras observando o enquadramento como empreendimento com muacuteltiplas unidades consumidoras geraccedilatildeo compartilhada ou autoconsumo remoto VII ndash para o caso de unidade consumidora em local diferente da geraccedilatildeo o faturamento deve considerar a energia consumida deduzidos o percentual de energia excedente alocado a essa unidade consumidora e eventual creacutedito de energia acumulado em ciclos de faturamentos anteriores por posto tarifaacuterio quando for o caso sobre os quais deveratildeo incidir todas as componentes da tarifa em R$MWh VIII - o titular da unidade consumidora onde se encontra instalada a microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda deve definir o percentual da energia excedente que seraacute destinado a

cada unidade consumidora participante do sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica podendo solicitar a alteraccedilatildeo junto agrave distribuidora desde que efetuada por escrito com antecedecircncia miacutenima de 60 (sessenta) dias de sua aplicaccedilatildeo e para o caso de empreendimento com muacuteltiplas unidades consumidoras ou geraccedilatildeo compartilhada acompanhada da coacutepia de instrumento juriacutedico que comprove o compromisso de solidariedade entre os integrantes IX ndash para cada unidade consumidora participante do sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica encerrada a compensaccedilatildeo de energia dentro do mesmo ciclo de faturamento os creacuteditos remanescentes devem permanecer na unidade consumidora a que foram destinados X - quando a unidade consumidora onde ocorreu a geraccedilatildeo excedente for faturada na modalidade convencional os creacuteditos gerados devem ser considerados como geraccedilatildeo em periacuteodo fora de ponta no caso de se utilizaacute-los em outra unidade consumidora XI - em cada unidade consumidora participante do sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica a compensaccedilatildeo deve se dar primeiramente no posto tarifaacuterio em que ocorreu a geraccedilatildeo e posteriormente nos demais postos tarifaacuterios devendo ser observada a relaccedilatildeo dos valores das tarifas de energia ndash TE (R$MWh) publicadas nas Resoluccedilotildees Homologatoacuterias que aprovam os processos tarifaacuterios se houver XII - os creacuteditos de energia ativa expiram em 60 (sessenta) meses apoacutes a data do faturamento e seratildeo revertidos em prol da modicidade tarifaacuteria sem que o consumidor faccedila jus a qualquer forma de compensaccedilatildeo apoacutes esse prazo XIII - eventuais creacuteditos de energia ativa existentes no momento do encerramento da relaccedilatildeo contratual do consumidor devem ser contabilizados pela distribuidora em nome do titular da respectiva unidade consumidora pelo prazo maacuteximo de 60 (sessenta) meses apoacutes a data do faturamento exceto se houver outra unidade consumidora sob a mesma titularidade e na mesma aacuterea de concessatildeo sendo permitida nesse caso a transferecircncia dos creacuteditos restantes XIV ndash adicionalmente agraves informaccedilotildees definidas na Resoluccedilatildeo Normativa nordm 414 de 2010 a fatura dos consumidores que possuem microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda deve conter a cada ciclo de faturamento a) informaccedilatildeo da participaccedilatildeo da unidade consumidora no sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica b) o saldo anterior de creacuteditos em kWh c) a energia eleacutetrica ativa consumida por posto tarifaacuterio d) a energia eleacutetrica ativa injetada por posto tarifaacuterio e) histoacuterico da energia eleacutetrica ativa consumida e da injetada nos uacuteltimos 12 ciclos de faturamento f) o total de creacuteditos utilizados no ciclo de faturamento discriminados por unidade consumidora g) o total de creacuteditos expirados no ciclo de faturamento h) o saldo atualizado de creacuteditos i) a proacutexima parcela do saldo atualizado de creacuteditos a expirar e o ciclo de faturamento em que ocorreraacute

XV - as informaccedilotildees elencadas no inciso XIV podem ser fornecidas ao consumidor a criteacuterio da distribuidora por meio de um demonstrativo especiacutefico anexo agrave fatura correio eletrocircnico ou disponibilizado pela internet em um espaccedilo de acesso restrito devendo a fatura conter nesses casos no miacutenimo as informaccedilotildees elencadas nas aliacuteneas ldquoardquo ldquocrdquo ldquodrdquo e ldquohrdquo do referido inciso

XVI - para as unidades consumidoras cadastradas no sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica que natildeo possuem microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda instalada aleacutem da informaccedilatildeo de sua participaccedilatildeo no sistema de compensaccedilatildeo de energia a fatura deve conter o total de creacuteditos utilizados na correspondente unidade consumidora por posto tarifaacuterio se houver

XVII - para as unidades consumidoras atendidas em tensatildeo primaacuteria com equipamentos de mediccedilatildeo instalados no secundaacuterio dos transformadores deve ser deduzida a perda por transformaccedilatildeo da energia injetada por essa unidade consumidora nos termos do art 94 da Resoluccedilatildeo Normativa nordm 414 de 9 de setembro de 2010 XVIII ndash os creacuteditos satildeo determinados em termos de energia eleacutetrica ativa natildeo estando sua quantidade sujeita a alteraccedilotildees nas tarifas de energia eleacutetrica e XIX ndash para unidades consumidoras classificados na subclasse residencial baixa renda deve-se primeiramente aplicar as regras de faturamento previstas neste artigo e em seguida conceder os descontos conforme estabelecido na Resoluccedilatildeo Normativa nordm 414 de 2010 sect1ordm Os efeitos tarifaacuterios decorrentes do sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica seratildeo contemplados nos Procedimentos de Regulaccedilatildeo Tarifaacuteria ndash PRORET sect 2ordm A cobranccedila das bandeiras tarifaacuterias deve ser efetuada sobre o consumo de energia eleacutetrica ativa a ser faturado nos termos deste artigo


ldquoArt 8ordm - A distribuidora eacute responsaacutevel teacutecnica e financeiramente pelo sistema de mediccedilatildeo para microgeraccedilatildeo distribuiacuteda de acordo com as especificaccedilotildees teacutecnicas do PRODIST sect1ordm Os custos de adequaccedilatildeo do sistema de mediccedilatildeo para a conexatildeo de minigeraccedilatildeo distribuiacuteda e de geraccedilatildeo compartilhada satildeo de responsabilidade do interessado sect2ordm Os custos de adequaccedilatildeo a que se refere o sect1ordm correspondem agrave diferenccedila entre os custos dos componentes do sistema de mediccedilatildeo requeridos para o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica e dos componentes do sistema de mediccedilatildeo convencional utilizados em unidades consumidoras do mesmo niacutevel de tensatildeo

Art 8ordm Alterar o art 10 da Resoluccedilatildeo Normativa nordm 482 de 2012 que passa a vigorar com a


ldquoArt 10 A distribuidora deveraacute adequar o sistema de mediccedilatildeo e iniciar o sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica dentro do prazo para aprovaccedilatildeo do ponto de conexatildeo conforme procedimentos e prazos estabelecidos na seccedilatildeo 37 do Moacutedulo 3 do PRODISTrdquo

Art 9ordm Alterar a redaccedilatildeo do art 13 da Resoluccedilatildeo Normativa nordm 482 de 2012 que passa a vigorar com a seguinte redaccedilatildeo

ldquoArt13 Compete agrave distribuidora a responsabilidade pela coleta das informaccedilotildees das unidades consumidoras participantes do sistema de compensaccedilatildeo de energia eleacutetrica e envio dos dados para registro junto agrave ANEEL conforme modelo disponiacutevel no site da Agecircncia Paraacutegrafo uacutenico Os dados para registro devem ser enviados ateacute o dia 10 (dez) de cada mecircs contendo os dados das unidades consumidoras com microgeraccedilatildeo ou minigeraccedilatildeo distribuiacuteda que entraram em operaccedilatildeo no mecircs anteriorrdquo

Art 10 Incluir o art 13-A na Resoluccedilatildeo Normativa nordm 482 de 2012 com a seguinte redaccedilatildeo

ldquoArt 13-A A distribuidora deve disponibilizar a partir de 1ordm de janeiro de 2017 sistema eletrocircnico que permita ao consumidor o envio da solicitaccedilatildeo de acesso de todos os documentos elencados nos anexos da Seccedilatildeo 37 do Moacutedulo 3 do PRODIST e o acompanhamento de cada etapa do processordquo

Art 11 Incluir o art 13-B na Resoluccedilatildeo Normativa nordm 482 de 2012 com a seguinte redaccedilatildeo ldquoArt 13-B Aplicam-se agraves unidades consumidoras participantes do sistema de compensaccedilatildeo de energia de forma complementar as disposiccedilotildees da Resoluccedilatildeo Normativa nordm 414 de 2010rdquo

Art 12 Alterar o art 15 da Resoluccedilatildeo Normativa nordm 482 de 2012 que passa a vigorar com a


ldquoArt 15 A ANEEL iraacute revisar esta Resoluccedilatildeo ateacute 31 de dezembro de 2019rdquo Art 13 Ficam aprovadas a revisatildeo 6 do Moacutedulo 3 e a revisatildeo 9 do Moacutedulo 1 do

Procedimentos de Distribuiccedilatildeo ndash PRODIST que entram em vigor em 1ordm de marccedilo de 2016 Art 14 As distribuidoras devem revisar e publicar em seu endereccedilo eletrocircnico ateacute 1ordm de

marccedilo de 2016 as normas teacutecnicas que tratam do acesso de microgeraccedilatildeo e minigeraccedilatildeo distribuiacuteda utilizando como referecircncia o Moacutedulo 3 do PRODIST

Art 15 Esta Resoluccedilatildeo entra em vigor em 1ordm de marccedilo de 2016

ROMEU DONIZETE RUFINO

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Agradecimentos

Resumo

Abstract

Sumiumliquestfrac12rio

Lista de Tabelas

Lista de Figuras

Lista de Siglas

1 Introduccedilatildeo


12 Objetivo Geral








2 Fundamentaccedilatildeo teoacuterica


22 Energia solar






28 Regulamentaccedilotildees da ANEEL Nordm 4822012 e Nordm 6872015



2101 Dual Metering

2102 Feed-in tariff

2103 Net Metering




3 Materiais e Meacutetodos

31 Modelo inicial













372 Fluxo de caixa









4 Resultados e discussotildees



43 Anaacutelise dos modelos de incentivo atraveacutes do VPL TIR e Payback


45 Reduccedilatildeo do consumo de energia eleacutetrica apoacutes instalaccedilatildeo do SFCR



48 Simulaccedilatildeo de Monte Carlo para anaacutelise de viabilidade econocircmica





5 Conclusotildees

51 Conclusotildees


A Simulaccedilatildeo do sistema de 21 MWp

B Simulaccedilatildeo do sistema de 50 MWp

C Resoluccedilatildeo Normativa Nordm 6872015

Thiago da Paz Caldas

Modelo de simulaccedilatildeo e anaacutelise de implantaccedilatildeo da

geraccedilatildeo fotovoltaica nas instalaccedilotildees de um centro de


Dissertaccedilatildeo de Mestrado apresentado ao Programa de Poacutes-gra-duaccedilatildeo em Modelagem Computacional e Tecnologia IndustrialCurso de Mestrado em Modelagem Computacional e TecnologiaIndustrial do SENAI CIMATEC como requisito parcial para aobtenccedilatildeo do tiacutetulo de Mestre em Modelagem Computacio-nal e Tecnologia Industrial

Aacuterea de conhecimento Interdisciplinar

Orientador Profo Dr Alex Aacutelisson Bandeira SantosSENAI CIMATEC

SalvadorSENAI CIMATEC

2017

NDI - 09



132 f il color




CDD 0051











SENAI CIMATEC


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2101 Dual Metering


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GHI times PR(39)




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FC =EAC




C =

[r(1 + r)n


]times Inv

87 6times FC(311)



K0 = minusI0 +nsum

t=1


(1 + i)t+

L

(1 + i)n(312)

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(COELBA 2016)


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Sn

(1 + i)t(313)






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0 = minusI0 +nsum

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N minus 1(316)

onde










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Normal 50 20








TMA Uniforme 7 15


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C =

[0 07(1 + 0 07)25

(1 + 0 07)25 minus 1+ 0 01

]times 5100

87 6times 0 18= 0 3098894 (41)

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TOTAL 850000 32266 380 76811 904




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SFCR






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VPL = R$ 1950173676

TIR = 13


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VPL = R$ 4746520398

TIR = 26




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VPL = R$ 1013374519

TIR = 10




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VPL = R$ 3783201324

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Apecircndice A


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2102 Feed-in tariff

2103 Net Metering





31 Modelo inicial













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[r(1 + r)n


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87 6times FC(311)



K0 = minusI0 +nsum

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N minus 1(316)

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C =

[0 07(1 + 0 07)25

(1 + 0 07)25 minus 1+ 0 01

]times 5100

87 6times 0 18= 0 3098894 (41)

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TOTAL 850000 32266 380 76811 904




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VPL = R$ 1950173676

TIR = 13


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VPL = R$ 4746520398

TIR = 26




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VPL = R$ 1013374519

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Lista de Figuras

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12 Objetivo Geral










22 Energia solar









2101 Dual Metering

2102 Feed-in tariff

2103 Net Metering





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5 Conclusotildees

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SENAI CIMATEC


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1

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2101 Dual Metering


2102 Feed-in tariff


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FC =EAC




C =

[r(1 + r)n


]times Inv

87 6times FC(311)



K0 = minusI0 +nsum

t=1


(1 + i)t+

L

(1 + i)n(312)

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(COELBA 2016)


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Sn

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0 = minusI0 +nsum

t=1

Sn

(1 + tir)t(314)










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372 Fluxo de caixa







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σ =


N minus 1(316)

onde










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Normal 50 20








TMA Uniforme 7 15


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C =

[0 07(1 + 0 07)25

(1 + 0 07)25 minus 1+ 0 01

]times 5100

87 6times 0 18= 0 3098894 (41)

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TOTAL 850000 32266 380 76811 904




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VPL = R$ 1950173676

TIR = 13


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VPL = R$ 4746520398

TIR = 26




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VPL = R$ 1013374519

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VPL = R$ 3783201324

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Apecircndice A


107

Apecircndice B


110



Voto





Apecircndice C


113





































Title Page

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Agradecimentos

Resumo

Abstract


Lista de Tabelas

Lista de Figuras

Lista de Siglas



12 Objetivo Geral










22 Energia solar









2101 Dual Metering

2102 Feed-in tariff

2103 Net Metering





31 Modelo inicial













372 Fluxo de caixa






















5 Conclusotildees

51 Conclusotildees





Agradecimentos








Resumo



i

Abstract


ii

Sumaacuterio











iii










iv

Lista de Tabelas













v

Lista de Figuras









vi








vii

Lista de Siglas


viii



ix

Capiacutetulo Um



1

Capiacutetulo Um




2

Capiacutetulo Um



3

Capiacutetulo Um




4




12 Objetivo Geral










5








6


solar







7











8




9

Capiacutetulo Dois







10




22 Energia solar


11







12






13




14



15







16








17




18





19






















20





21






22






23







24






25










26





27





28









29



2101 Dual Metering


2102 Feed-in tariff


30





31





32


2103 Net Metering




33











34





35







36







37








38









39




40




31 Modelo inicial



41










42






43






44











45












46








47





(EPE 2014b)


48








49













50








GHI times PR(39)




51







52






53




FC =EAC




C =

[r(1 + r)n


]times Inv

87 6times FC(311)



K0 = minusI0 +nsum

t=1


(1 + i)t+

L

(1 + i)n(312)

54





55





(COELBA 2016)


56






57







t=1

Sn

(1 + i)t(313)






58



0 = minusI0 +nsum

t=1

Sn

(1 + tir)t(314)










59




60







372 Fluxo de caixa







61








62








63






64



σ =


N minus 1(316)

onde










65





66












67






68












Normal 50 20








TMA Uniforme 7 15


69








70




71







72








C =

[0 07(1 + 0 07)25

(1 + 0 07)25 minus 1+ 0 01

]times 5100

87 6times 0 18= 0 3098894 (41)

73







74







75








76









TOTAL 850000 32266 380 76811 904




77








78


SFCR






(43)



VPL = R$ 1950173676

TIR = 13


79




80



VPL = R$ 4746520398

TIR = 26




81







82






83



VPL = R$ 1013374519

TIR = 10




84



VPL = R$ 3783201324

TIR = 23





85









86







87





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90








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Capiacutetulo Cinco

Conclusotildees


51 Conclusotildees


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Apecircndice A


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Apecircndice B


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Voto





Apecircndice C


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Lista de Tabelas

Lista de Figuras

Lista de Siglas



12 Objetivo Geral










22 Energia solar









2101 Dual Metering

2102 Feed-in tariff

2103 Net Metering





31 Modelo inicial













372 Fluxo de caixa






















5 Conclusotildees

51 Conclusotildees





Resumo



i

Abstract


ii

Sumaacuterio











iii










iv

Lista de Tabelas













v

Lista de Figuras









vi








vii

Lista de Siglas


viii



ix

Capiacutetulo Um



1

Capiacutetulo Um




2

Capiacutetulo Um



3

Capiacutetulo Um




4




12 Objetivo Geral










5








6


solar







7











8




9

Capiacutetulo Dois







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22 Energia solar


11







12






13




14



15







16








17




18





19






















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21






22






23







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25










26





27





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2101 Dual Metering


2102 Feed-in tariff


30





31





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2103 Net Metering




33











34





35







36







37








38









39




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31 Modelo inicial



41










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43






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(EPE 2014b)


48








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50








GHI times PR(39)




51







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53




FC =EAC




C =

[r(1 + r)n


]times Inv

87 6times FC(311)



K0 = minusI0 +nsum

t=1


(1 + i)t+

L

(1 + i)n(312)

54





55





(COELBA 2016)


56






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t=1

Sn

(1 + i)t(313)






58



0 = minusI0 +nsum

t=1

Sn

(1 + tir)t(314)










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60







372 Fluxo de caixa







61








62








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64



σ =


N minus 1(316)

onde










65





66












67






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Normal 50 20








TMA Uniforme 7 15


69








70




71







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C =

[0 07(1 + 0 07)25

(1 + 0 07)25 minus 1+ 0 01

]times 5100

87 6times 0 18= 0 3098894 (41)

73







74







75








76









TOTAL 850000 32266 380 76811 904




77








78


SFCR






(43)



VPL = R$ 1950173676

TIR = 13


79




80



VPL = R$ 4746520398

TIR = 26




81







82






83



VPL = R$ 1013374519

TIR = 10




84



VPL = R$ 3783201324

TIR = 23





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Capiacutetulo Cinco

Conclusotildees


51 Conclusotildees


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Apecircndice A


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Apecircndice B


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Voto





Apecircndice C


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Lista de Tabelas

Lista de Figuras

Lista de Siglas



12 Objetivo Geral










22 Energia solar









2101 Dual Metering

2102 Feed-in tariff

2103 Net Metering





31 Modelo inicial













372 Fluxo de caixa






















5 Conclusotildees

51 Conclusotildees





Abstract


ii

Sumaacuterio











iii










iv

Lista de Tabelas













v

Lista de Figuras









vi








vii

Lista de Siglas


viii



ix

Capiacutetulo Um



1

Capiacutetulo Um




2

Capiacutetulo Um



3

Capiacutetulo Um




4




12 Objetivo Geral










5








6


solar







7











8




9

Capiacutetulo Dois







10




22 Energia solar


11







12






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2101 Dual Metering


2102 Feed-in tariff


30





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2103 Net Metering




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31 Modelo inicial



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(EPE 2014b)


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GHI times PR(39)




51







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FC =EAC




C =

[r(1 + r)n


]times Inv

87 6times FC(311)



K0 = minusI0 +nsum

t=1


(1 + i)t+

L

(1 + i)n(312)

54





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(COELBA 2016)


56






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t=1

Sn

(1 + i)t(313)






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0 = minusI0 +nsum

t=1

Sn

(1 + tir)t(314)










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372 Fluxo de caixa







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σ =


N minus 1(316)

onde










65





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67






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Normal 50 20








TMA Uniforme 7 15


69








70




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C =

[0 07(1 + 0 07)25

(1 + 0 07)25 minus 1+ 0 01

]times 5100

87 6times 0 18= 0 3098894 (41)

73







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75








76









TOTAL 850000 32266 380 76811 904




77








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SFCR






(43)



VPL = R$ 1950173676

TIR = 13


79




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VPL = R$ 4746520398

TIR = 26




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VPL = R$ 1013374519

TIR = 10




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VPL = R$ 3783201324

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Capiacutetulo Cinco

Conclusotildees


51 Conclusotildees


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Apecircndice A


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Apecircndice B


110



Voto





Apecircndice C


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Abstract


Lista de Tabelas

Lista de Figuras

Lista de Siglas



12 Objetivo Geral










22 Energia solar









2101 Dual Metering

2102 Feed-in tariff

2103 Net Metering





31 Modelo inicial













372 Fluxo de caixa






















5 Conclusotildees

51 Conclusotildees





Sumaacuterio











iii










iv

Lista de Tabelas













v

Lista de Figuras









vi








vii

Lista de Siglas


viii



ix

Capiacutetulo Um



1

Capiacutetulo Um




2

Capiacutetulo Um



3

Capiacutetulo Um




4




12 Objetivo Geral










5








6


solar







7











8




9

Capiacutetulo Dois







10




22 Energia solar


11







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2101 Dual Metering


2102 Feed-in tariff


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2103 Net Metering




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31 Modelo inicial



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(EPE 2014b)


48








49













50








GHI times PR(39)




51







52






53




FC =EAC




C =

[r(1 + r)n


]times Inv

87 6times FC(311)



K0 = minusI0 +nsum

t=1


(1 + i)t+

L

(1 + i)n(312)

54





55





(COELBA 2016)


56






57







t=1

Sn

(1 + i)t(313)






58



0 = minusI0 +nsum

t=1

Sn

(1 + tir)t(314)










59




60







372 Fluxo de caixa







61








62








63






64



σ =


N minus 1(316)

onde










65





66












67






68












Normal 50 20








TMA Uniforme 7 15


69








70




71







72








C =

[0 07(1 + 0 07)25

(1 + 0 07)25 minus 1+ 0 01

]times 5100

87 6times 0 18= 0 3098894 (41)

73







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TOTAL 850000 32266 380 76811 904




77








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SFCR






(43)



VPL = R$ 1950173676

TIR = 13


79




80



VPL = R$ 4746520398

TIR = 26




81







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83



VPL = R$ 1013374519

TIR = 10




84



VPL = R$ 3783201324

TIR = 23





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Capiacutetulo Cinco

Conclusotildees


51 Conclusotildees


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Apecircndice A


107

Apecircndice B


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Voto





Apecircndice C


113





































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Abstract


Lista de Tabelas

Lista de Figuras

Lista de Siglas



12 Objetivo Geral










22 Energia solar









2101 Dual Metering

2102 Feed-in tariff

2103 Net Metering





31 Modelo inicial













372 Fluxo de caixa






















5 Conclusotildees

51 Conclusotildees





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