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ANÁLISE DE SENSIBILIDADE PARA GERAÇÃO FOTOVOLTAICA DISTRIBUÍDA EMRESIDÊNCIAS DE BELO HORIZONTE

Furtado, Lucas Daniel G. C. 1

Furtado, João Paulo C. 2

Martinez, Carlos Barreira3;

RESUMO: Devido às dificuldades da crise energética no cenário nacional, este estudo é umaalternativa para diversificação da matriz energética brasileira, baseado em hidrelétricas. A utilizaçãoda tecnologia fotovoltaica tende a potencializar a produção nos períodos de seca, em que a radiaçãosolar é maior e as hidrelétricas sofrem com os baixos níveis de seus reservatórios. A partir de 2012,a ANEEL passou a regulamentar a geração distribuída ao editar a Resolução 482, que apresenta ascondições para integração do sistema nas redes de distribuição. Este trabalho conduz um estudo decaso de uma residência de classe média localizada em Belo Horizonte. É apresentado o consumoenergético da residência e então dimensionado o sistema fotovoltaico necessário para atender estademanda. Em seguida são feitos os estudos de sombreamento da área e definido o posicionamentodos módulos fotovoltaicos. A análise econômica é ponto chave, já que prova a viabilidadeeconômica do investimento. Por fim, são feitas análises de sensibilidade variando alguns aspectoscomo os custos dos equipamentos, a taxa mínima de atratividade para o investimento e o reajustetarifário anual de energia; demonstrando os inúmeros cenários que poderão ocorrer no curto-prazo.

Palavras-chave: geração fotovoltaica, geração distribuída, energia solar, sistemas fotovoltaicos.

ABSTRACT: This paper presents a study on the technical and financial feasibility to migrate to thephotovoltaic generation system delivered connected to the distribution network. Due to thedifficulties of the energy crisis on the Brazilian scene, this study is an alternative to diversify theBrazilian energy matrix, based on hydropower. The use of photovoltaic technology tends toenhance the production in periods of drought, in which the solar radiation is higher and the hydrosuffer from low levels of its reservoirs. From 2012, ANEEL started to regulate the distributedgeneration from Resolution 482, which states the conditions for system integration in distributionnetworks. This paper conducts a case study of a middle-class residence located in Belo Horizonte. Itis presented the residence energy consumption and then designed the photovoltaic system requiredto support this demand. Then, it is made shading studies of the area and set the placement ofphotovoltaic modules. The economic analysis is a key point, since it proves the economic feasibilityof the investment. Finally, sensitivity analysis are made varying aspects such as equipment costs,the interest rate and the annual adjustment value of energy; demonstrating the many scenarios thatmay occur in the short term.

Keywords: photovoltaic generation, solar power systems for homes, solar energy, photovoltaicsystems

1 INTRODUÇÃO

Com o aumento da demanda energética mundial, o encarecimento e a escassez de recursos naturaisalém das preocupações ambientais, torna-se cada vez mais atrativa e interessante a geraçãofotovoltaica voltada ao uso residencial. O Brasil, atualmente, passa por uma crise hídrico/energética

1 Graduando em Eng. Civil Universidade Federal de Minas Gerais, lucasdfurtado9@hotmail.com2 Mestre em Eng. Elétrica PUC Minas, jpfurtado@gmail.com3 Centro de Pesquisas Hidráulicas e Recursos Hídricos (CPH) – Universidade Federal de Minas Gerais, martinez@cce.com.br

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muito severa, e a falta de boa gestão aliada a uma matriz energética concentrada em sistemashidroelétricos tem provocado consequências alarmantes e desagradáveis à população brasileira.

A geração fotovoltaica é baseada na utilização de painéis solares que, instalados em áreas de boaincidência solar, captam essa luminosidade e geram energia elétrica pronta para ser utilizada ouarmazenada em baterias. Porém, os custos dos componentes e da instalação de um sistemafotovoltaico têm limitado a sua utilização. Atualmente, estes sistemas são encontrados,principalmente, em regiões afastadas em que a instalação de linhas convencionais de transmissão deenergia não seriam economicamente viáveis. Entretanto, com o avanço tecnológico e o aumento daprodução destes equipamentos, resultando em redução de custos de aquisição e instalação, aliadosaos aumentos excessivos da energia elétrica entregue pelas concessionárias, um estudo deviabilidade econômica para migração à estes sistemas, inclusive em áreas metropolitanas, tornou-seinteressante.

Além disso, em abril de 2012, a Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL, apresentou aResolução Normativa no 482, que regulamenta e estabelece as condições gerais para o acesso dageração distribuída aos sistemas de distribuição de energia elétrica. Diminuindo assim, os custos deaquisição, já que as baterias e os controladores de carga não seriam mais necessários, e tornandopossível a venda de excedente de produção energética à própria rede elétrica instalada pelasconcessionárias, encurtando o período de retorno do investimento.

Neste trabalho, serão estudados vários aspectos de um sistema de geração fotovoltaica.Primeiramente serão apresentadas informações sobre as possíveis configurações do sistema. Então,será dado maior ênfase aos sistemas integrados de geração, já que este é o objetivo principal dopresente estudo. Com isso, serão apresentados os componentes de um sistema fotovoltaicointegrado e em seguida estudos de dimensionamento, performance e custo.

A partir dos dados de eficiência e custo deste sistema, será realizado uma análise de sensibilidade,resultando nos valores admissíveis, economicamente viáveis, a serem pagos pelo consumidor parafazer a migração de um sistema convencional ao sistema de geração distribuída interligada à rede.

1.1 ContextualizaçãoSegundo Salamoni (2004), o total de irradiação solar incidente na terra é de 1.2x 10

14kW, isso

corresponde a 10 000 vezes mais do que a demanda energética mundial em todo ano de 2002. Porisso a fotovoltaica é uma das tecnologias mais promissoras para geração de energia. Além derenovável e virtualmente inesgotável, esta tecnologia utiliza-se do silício como principal materialativo na composição dos seus módulos. Ainda de acordo com Salamoni, o silício é o segundoelemento mais abundante na superfície terrestre.

De acordo com o Estudo Prospectivo para Energia Fotovoltaica (2010), publicado no Centro deGestão e Estudos Estratégicos – CGEE , o Brasil é privilegiado no que diz respeito a incidênciasolar e às reservas de quartzo para produção de silício. O país possui, portanto, vários dos pré-requisitos para alcançar grande sucesso e figurar entre os principais do mundo no uso dessatecnologia. Além disso, o desenvolvimento da geração fotovoltaica na matriz energética atual,

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propõe-se a suprimir as dificuldades da geração hidroelétrica em épocas de seca no país. Em suma,essas duas formas de geração energética se complementam já que alcançam melhores performancesem períodos climáticos opostos. Apesar do grande potencial do país, e do aumento acentuado nosúltimos anos, o Brasil segue com mínima representatividade no setor de geração fotovoltaica. Paísescomo Alemanha, Japão, e recentemente, Estados Unidos e China devem ser citados como exemplosde nações que têm investido consideravelmente nesta tecnologia.

1.2 Arranjos dos Sistemas Fotovoltaicos1.2.1 Sistemas autônomos ou independentes

Sistemas autônomos são aqueles que não possuem interligação com a rede de distribuiçãoenergética das concessionárias. Por isso, torna-se necessário o uso de baterias para a acumulação daenergia elétrica gerada. Este banco de baterias, quando bem dimensionado, permitirá uma certaautonomia do sistema em relação a tempos nublados ou com pouca produção do arranjofotovoltaico. Para o funcionamento ideal desse tipo de sistema, é necessário a instalação decontroladores de carga, que garantirão uma otimização do uso das baterias.Os sistemas independentes são os arranjos mais comuns instalados no Brasil até os dias atuais. Estesistema tem sido adotado em áreas distantes em que o acesso ao local ou o custo de ampliação darede pública de distribuição restringe a oferta à energia elétrica convencional. Este arranjo tambémpode estar relacionado a diversos outros usos como bombeamento de água e iluminação pública.Em ilhas este uso é comum para abastecer escolas e comunidades isoladas.

1.2.2 Sistemas de geração integrados a rede de distribuição

Conforme Oliveira (2001), os sistemas integrados à rede de distribuição possuem vantagensinteressantes. Em sistemas urbanos acoplados à prédios ou casas, já que não necessitam de bateriase, utilizam-se da infraestrutura da própria edificação, é possível que alguns custos sejamdiminuídos. Além disso, um projeto arquitetônico de cobertura ou fachada que já contemple umsistema de geração fotovoltaica, tende a substituir materiais tradicionais de revestimento pelospróprios painéis solares. Assim, parte do investimento já estaria coberto pelos custos tradicionais deuma edificação.Oliveira (2001) diz que “o sistema fotovoltaico interligado à rede elétrica é composto de duas partesbásicas: o arranjo dos módulos e o subsistema de condicionamento de potência que realiza aconversão da potência de saída do módulo em potência útil”. O subsistema condicionador éresponsável por receber a potência em corrente contínua (DC) gerada nos módulos e convertê-la emcorrente alternada (AC), para então levá-la à rede de distribuição.

1.3 Resolução 482 da ANEEL, de 17 de abril de 2012

A partir de abril de 2012 a ANEEL, com a resolução 482, estabeleceu as condições gerais para oacesso de microgeração e minigeração distribuída aos sistemas de distribuição de eletricidade, etambém apresentou o sistema de compensação de energia elétrica. Vale ressaltar que esta resoluçãoabrange variadas fontes renováveis, com base em energia hidráulica, solar, eólica, biomassa oucogeração qualificada.Ficou definido como microgeração distribuída as centrais geradoras com potência instalada menorou igual a 100kW. A minigeração deve possuir potência instalada entre 100 kW e 1 MW.O sistema de compensação de energia elétrica é aquele no qual a energia ativa injetada por unidadeconsumidora com micro ou minigeração distribuída é cedida por meio de empréstimo gratuito à

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distribuidora local. Sendo posteriormente compensada com o consumo de energia elétrica dessamesma unidade consumidora ou de outra unidade consumidora de mesma titularidade, desde quepossua o mesmo CPF junto ao Ministério da Fazenda. Em contraste à forma em que foiregulamentado em países como Alemanha, Espanha e EUA, onde a concessionária paga emdinheiro pela energia produzida por geração interligada à rede de distribuição, no Brasil a ANEELapresentou o conceito de empréstimo gratuito. Em períodos de maior geração do que consumo esteexcesso é enviado à rede e o proprietário fica com um crédito que pode ser descontado a noite ouem momentos de pouca produção energética. Este fluxo de energia é mensurado através de ummedidor bidirecional, que deverá ser instalado pela concessionária no momento da adequação dosistema. Ao fim do mês, o proprietário do sistema recebe, na própria conta de energia, um balançoindicando se há algum crédito energético acumulado. Caso haja, este crédito poderá ser utilizadonaquela unidade geradora nos próximos 36 meses, ou ainda em alguma outra de mesma titularidade.Ainda que haja um crédito acumulado para os próximos meses, o proprietário do sistema continuarápagando a taxa mínima da conta de energia, que refere-se à iluminação pública e ao custo dedisponibilidade do sistema tradicional da companhia de distribuição.

1.4 Principais Componentes de um Sistema Fotovoltaico

Os principais componentes de um sistema fotovoltaico típico são: painéis ou módulos de célulasfotovoltaicas, suportes para os painéis, controladores de carga de baterias, bancos de baterias einversores. Uma descrição mais detalhada de cada um deles é apresentada a seguir:

1.4.1 Módulos Fotovoltaicos:

Segundo Oliveira (2001), o módulo fotovoltaico é um conjunto de células constituídas de materialsemicondutor, frequentemente de silício. Estas células podem ser encontradas em três formasbásicas, de acordo com os métodos de fabricação, são elas: silício monocristalino,policristalino ou silício amorfo.O módulo então, é formado pela ligação em série de várias células individuais. De modo que atensão total obtida é a soma das tensões individuais de cada célula. Os módulos comerciais sãoformados por 30 a 60 células em série de acordo com sua aplicação. A rigidez estrutural, oisolamento elétrico e resistência a fatores climáticos são parâmetros importantes de projeto dosmódulos. O conjunto de células é normalmente encapsulado em plástico elástico (Etilvinilacetano-EVA) que também atua como isolamento elétrico. A moldura é feita de alumínio ou poliuretano ena face exposta ao sol é utilizada vidro ou material plástico transparente.

1.4.2 Controlador de Carga

Os controladores de carga são utilizados apenas em sistemas autônomos de geração fotovoltaica,não sendo necessários em sistemas conectados à rede de distribuição. Conforme apresentado porAlvin Filho (1999), os controladores de carga regulam a tensão percebida pelas baterias, evitandoflutuações que possam danificá-las. Além disso, controlam o seu estado de carga. Outrascaracterísticas que também são encontradas e que definem seu preço no mercado, são proteçãocontra corrente reversa, desconexão da carga e compensação térmica.

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1.4.3 Acumuladores de Carga (Baterias)

As baterias são utilizadas apenas em sistemas autônomos de geração fotovoltaica, não sendonecessárias em sistemas conectados à rede de distribuição. Elas possuem três funções básicas emsistemas autônomos:

- Acumular energia para os períodos de pouca ou nenhuma radiação solar;- Permitir estabilidade de tensão. Já que a tensão nas placas varia consideravelmente ao

longo do dia, dependendo de nuvens e sombreamento.- Fornecer correntes mais elevadas aos pontos de consumo, tecnicamente conhecidos como

cargas, que a corrente máxima produzida pelos módulos fotovoltaicos. Cargas como motorespodem exigir correntes elevadas em períodos curtos de tempo, na partida, por exemplo.

1.4.4 Inversor DC/AC

A principal função de um inversor de corrente consiste em estabelecer a ligação entre o geradorfotovoltaico e a carga AC ou a própria rede elétrica de corrente alternada. Neste contexto, a suaprincipal tarefa consiste em converter o sinal elétrico DC do módulo fotovoltaico num sinal elétricoAC, e ajustá-lo para a frequência e o nível de tensão da rede a que ficará ligado. Percebe-se portantoque o inversor é necessário em qualquer arranjo de sistema, seja ele autônomo ou integrado à rede.O inversor também proporciona a energia em sincronismo de tensão e frequência com a existente narede de distribuição. Segundo Lisita Júnior (2005), os inversores podem ser divididos em doisgrupos: pelo funcionamento e pelo dispositivo de interrupção.

1.4.5 Medidores Bidirecionais

Os medidores bidirecionais não fazem parte nem são essenciais para o funcionamento de sistemasfotovoltaicos, porém são interessantes para que permita-se a visualização do fluxo de energia queestá sendo consumida e produzida naquele centro gerador. Estes medidores são instalados apenasem sistemas conectados à rede, pois irão medir exatamente esse fluxo de energia que é enviado aosistema de distribuição.

1.5 Dimensionamento de Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede

1.5.1 Estimativa de Consumo

É possível fazer uma boa estimativa através da análise das últimas 12 (doze) contas de energia (nomínimo), caso o projeto seja de uma residência convencional em que não haverá nenhum acréscimoexpressivo no consumo de energia elétrica (aumento no número de membros na residência, etc).Calcula-se o somatório da quantidade de kW.h consumidos em todos os meses de um ano e tira-se amédia mensal de consumo.

1.6 Estimativa de Produção de Energia

Conforme apresentado por Carneiro (2009), a energia elétrica produzida durante um dia por ummódulo é obtida a partir da seguinte expressão:

(1.1)

Em que PR representa o designado índice de desempenho (do inglês: performance ratio) de umsistema fotovoltaico, o qual depende fundamentalmente do rendimento do inversor e das perdas de

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energia que ocorrem no cabeamento (PR = ηinv ⋅ Fc 0,87 ). KT é um fator de correção datemperatura de operação dos módulos, . A utilização diária dapotência de pico, Hs, pode ser encontrada em diversos estudos de incidência solar para cada regiãoem que se deseja instalar o sistema. Por fim, equivale à potência de pico dos painéis. A energiamédia anual que é efetivamente fornecida pelo gerador fotovoltaico, AnoEreal é calculada através daseguinte equação:

(1.2)

onde corresponde ao número de dias do mês “i” (considerando por exemplo o mês de Abril, i = 4e = 30 dias), Hi corresponde ao número de horas equivalentes de Sol para um determinado dia domês “i” (considerando por exemplo o mês de Junho, Hs6 = 4,1 horas para a cidade de BeloHorizonte) e KT,i , representa o fator de correção de temperatura referente à temperatura do módulopara o mês “i”.

2 ESTUDO DE CASO: VIABILIDADE DE SISTEMA DE MICROGERAÇÃOFOTOVOLTAICA EM RESIDÊNCIA DE BELO HORIZONTE

2.1 Levantamento de dadosEste estudo de caso é referente a uma unidade do Condomínio Residencial Ouro Preto, localizadono bairro Ipiranga, em Belo Horizonte. O apartamento possui área privativa e o casal deproprietários está interessado em fazer a cobertura dessa área com painéis solares. Inicialmente aideia era um revestimento simples com telhas cerâmicas ou material que pudesse ser removível,tornando a área mais atraente para usos em dias ensolarados ou mesmo chuvosos. Porém, o custopara este tipo de revestimento mostrou-se bastante elevado e então, uma análise para instalação dospainéis solares tornou-se interessante. As Figuras 2.1 e 2.2, apresentadas a seguir, são imagens daplanta baixa e de uma perspectiva 3D do apartamento.

Figura 2-1: Planta baixa área privativa Figura 2-2: Perspectiva área privativa

2.1.1 Consumo energético da residência

O consumo médio mensal e médio diário de energia elétrica da residência foi determinado a partirdo histórico das contas de energia do período de maio de 2014 até abril de 2015, conformeapresentado na Tabela 1. O consumo anual neste período foi de 2484 kWh, já a média de consumomensal e diária foi de aproximadamente 207 kWh e 6,77kWh, respectivamente. Através da Tabela 1

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é possível notar que o consumo tem sido mais acentuado a partir de janeiro 2015. Isso já eraesperado devido a instalação do equipamento de ar condicionado.

Tabela 1: Histórico Anual de Consumo.

MêsConsumo

Mensal (kWh)Dias de

consumo/mêsMédia diária

(kWh/dia)Conta a pagar

Custo médio dokWh

MAI/14 192 31 6.19 $ 127.08 $ 0.66JUN/14 172 31 5.55 $ 116.98 $ 0.68JUL/14 185 30 6.17 $ 132.88 $ 0.72AGO/14 205 30 6.83 $ 147.17 $ 0.72SET/14 194 31 6.26 $ 138.21 $ 0.71OUT/14 187 30 6.23 $ 133.77 $ 0.72NOV/14 204 33 6.18 $ 183.83 $ 0.90DEZ/14 170 29 5.86 $ 121.79 $ 0.72JAN/15 224 31 7.23 $ 165.09 $ 0.74FEV/15 228 29 7.86 $ 174.83 $ 0.77MAR/15 263 31 8.48 $ 217.02 $ 0.83ABR/15 260 31 8.39 $ 232.60 $ 0.89Total 2484Médias 207 6.77

2.2 Dimensionamento do sistema a ser instalado

Após o levantamento de dados, é possível iniciar o dimensionamento do sistema. Sabe-se que aquantidade de energia a ser gerada deve ser semelhante à quantidade consumida naquela unidade,de modo a não gerar excedente num ciclo anual. Caso contrário o sistema estariasuperdimensionado, e o seu custo inicial poderia inviabilizar o projeto. A seguir são feitas asescolhas dos equipamentos e a estimativa de produção energética.

2.2.1 Escolha dos módulos

Para este estudo, foi escolhido o módulo de modelo YL250P-29b da Yingli Solar. Este módulo foiescolhido por possuir alta potência nominal, 250 Wp, ser de fácil aquisição no Brasil e possuirmelhor preço por Watt, R$ 2,83, dentre os analisados.

2.2.2 Escolha do inversor

É necessário que se atente às condições de compatibilidade dos módulos com os inversores. Oinversor escolhido foi o Fronius GALVO 2.0-1. Nota-se que o arranjo dos painéis (em série,paralelo ou misto) poderá ser determinado pela limitação de potência máxima, tensão máxima ecorrente máxima do inversor.

2.2.3 Estimativa da produção energética

De acordo com a equação 1.1, apresentada na página 6, tem-se que:

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; para T = 46 °C Em Belo Horizonte, pode-se utilizar = 250 W, para o modelo YL250P-29b definido anteriormente

Portanto, tem-se que a energia produzida por módulo é de: 888 Wh/dia ou 0,888 kWh/dia. Para quea produção energética seja igual (na verdade, ligeiramente superior) ao consumo, serão necessários8 módulos fotovoltaicos totalizando 2,0 kW de potência instalada neste sistema.E então, a energia efetivamente fornecida pelo sistema gerador será de 6*0,888 = 7,104 kWh/dia.Esta energia corresponde a 105% do consumo médio diário na residência em estudo. Logo,acredita-se que haverá balanço energético positivo durante boa parte do ano, porém em meses depouca geração energética, este crédito deverá ser descontado.

A seguir, a Figura 4-8 apresenta um gráfico com as estimativas de produção e consumo deenergia mês a mês.

Figura 2-2: Produção e Consumo energético anual.

2.3 Custo total do sistema

Para o sistema dimensionado na etapa anterior, foram necessários 8 módulos, o custo unitário destemodelo de painel é de R$ 706,91. Totalizando 8 x R$ 706,91 = R$ 5655,8. Já o inversor, apóspesquisas de mercado encontrou-se o modelo Fronius Galvo 2.0-1, citado no dimensionamento, porR$ 6990,00. Já que este modelo pode trabalhar com uma potência máxima de 2,0 kWp instalado,será necessário apenas uma unidade. Os custos com cabeamento foram estimados em R$ 500,00.Por fim, os gastos com estrutura de suporte e instalação foram estimados em R$ 4000,00.Portanto, o custo total do sistema de geração fotovoltaica dimensionado na etapa anterior é de R$16489,52.

2.4 Análise Econômica do Investimento

A partir dos dados apresentados anteriormente é possível traçar uma análise econômica indicando aviabilidade do projeto. Para tanto, deve-se considerar, de acordo com Alvin Filho (1992), umametodologia que permita a avaliação financeira dos custos efetivos do investimento. Neste caso, asvariáveis consideradas foram o custo inicial do projeto, R$16489,52; o custo de um novo inversor aser trocado no 15º ano, R$6000,00; e gastos periódicos de manutenção, totalizando R$7000,00 aolongo da vida útil do sistema. As receitas são geradas pela economia anual na conta de luz, que éfunção da energia produzida que deixa de ser paga à concessionária. Foi considerado um aumentona tarifa de energia de 6% a.a., baseado na taxa média de reajuste anual da ANEEL. O desempenhodos módulos fotovoltaicos é variável importante a ser analisada, já que a produção energéticadependerá desse fator. De acordo com o fabricante, há uma garantia de eficiência de 92% do valor

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nominal das placas ao final de 10 anos. E ainda uma garantia de 82% do valor nominal após 25anos. Portanto, considerou-se uma perda de eficiência de 0,75% ao ano, de modo a atingir o limiteda garantia.A seguir serão apresentadas as técnicas econômicas de avaliação de projeto que indicarão aviabilidade do investimento.

2..4.1 Período de Retorno Simples e Período de Retorno Descontado

O período de retorno simples (PRS) mede o prazo necessário para recuperar o investimentorealizado, resultando da relação entre o investimento inicial em eficiência energética e aseconomias de energia obtidas a cada ano e é dada por:

Já que a economia por ano varia de acordo com o preço do kWh a ser produzido e essa produçãovaria com a eficiência do sistema, este cálculo torna-se um pouco mais complexo. Uma projeçãodestes valores ao longo dos 25 anos de vida útil do equipamento é apresentada na Figura 2-9.

Figura 2-3: Fluxo de caixa acumulado.

Entretanto, apesar de simplista e de fácil utilização, este cálculo não considera o valor do dinheirono tempo, ou seja, o custo do capital. Por isso, utiliza-se uma outra figura de mérito econômico queé o período de retorno descontado (PRD), que considera o valor presente dos fluxos de caixagerados aos longo dos anos. É válido ressaltar que o valor presente de uma quantia que existirá nofuturo, é sempre menor que o valor original, pois este será descontado de uma taxa de juros. Nesteestudo, a taxa de juros aplicada é de 7,5% a.a. Esta taxa pode ser considerada como a Taxa Mínimade Atratividade (TMA), ou seja, a taxa pela qual eu consigo rendimento equivalente deixando odinheiro na poupança. De acordo com a projeção apresentada no Anexo 1, obteve-se o seguinteresultado: PRD = 10 anos e 5 meses ou 10,45 anos. A Figura 2-10 apresenta o fluxo de caixadescontado acumulado ao longo dos primeiros 25 anos.

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Figura 2-4: Fluxo de Caixa Descontado Acumulado.Nota-se que, considerando-se os juros (7,5% a.a), o tempo para recuperação do capitalinvestido é de pouco menos que a metade da vida útil estimada do sistema. Após este períodotodo o dinheiro economizado nas contas de energia pode ser considerado como lucro doinvestimento. No 15º ano há uma ligeira queda no retorno do investimento pois ocorre ogasto com a troca do inversor, conforme explicitado anteriormente.2.4.2 Valor Presente Líquido

O Valor Presente Líquido – VPL é outra técnica que trabalha com a noção de equivalência dequantias nos períodos de tempo. Tecnicamente, qualquer valor acima de zero indica viabilidadefinanceira para o projeto e, quanto maior a quantia gerada pelo projeto, melhor ele será. Esta técnicaé baseada em valor monetário, seu resultado é fornecido em dinheiro (R$ ou US$, por exemplo). OVPL encontrado foi de R$ 15221,67. Ou seja, apesar de ao final dos 25 anos da vida útil doequipamento, as economias de energia terem gerado uma quantidade de dinheiro de R$ 68404,42 estamesma quantia em valor presente equivale a R$ 15221,67.

2.4.3 Taxa Interna de Retorno

A TIR é uma técnica baseada em taxas de retorno. Neste caso, o resultado fornecido é uma taxa dejuros, o que torna a comparação bastante simples com relação à Taxa Mínima de Atratividade doprojeto, ou seja, ao seu custo de oportunidade. Quanto maior a taxa de retorno, melhor será oprojeto. A TIR encontrada para o investimento no sistema fotovoltaico apresentado no estudo decaso é de 16% ao ano. Esta TIR é superior à TMA de 7,5%% ao ano. Indicando que o investimentono sistema de geração fotovoltaico é bastante viável.

2.4.4 Considerações

Após a apresentação dos indicadores apresentados anteriormente, é possível perceber que oinvestimento em um sistema de geração fotovoltaica residencial, além de muito interessante, étambém viável financeiramente. Para o caso estudado anteriormente, em que parte da área deinstalação dos painéis ficaria sob sombra da própria edificação, e também pelo consumo energéticoresidencial não ser muito alto, percebe-se que o retorno do investimento apesar de real, não é muitoatraente para clientes de classe média. O alto custo inicial e a falta de financiamentos adequados sãofatores que ainda limitam a escolha por este tipo de tecnologia. A seguir, será feita uma análise de

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sensibilidade, em que os custos serão revistos e um equacionamento será preparado de modo aencontrar os valores que o mercado consumidor de classe média em Belo Horizonte estaria dispostoa pagar pelo sistema de geração fotovoltaica.

2.5 Análise de Sensibilidade

A análise de sensibilidade tem por objetivo avaliar as variáveis que estão relacionadas nestaequação de viabilidade econômica do sistema de geração fotovoltaica. Sabe-se que o custo dosistema, a taxa de queda de performance dos módulos e a TMA são variáveis que, quandoaumentadas, tendem a diminuir a viabilidade financeira. Por outro lado, o aumento do reajuste anualda tarifa de energia praticada pela concessionária tende a aumentar esta viabilidade, já que osvalores economizados com a conta de luz serão maiores a cada ano. Trabalhar-se-á com estasvariáveis de modo a mensurar quais os valores seriam considerados adequados para que boa partedos consumidores de classe média possam então optar pela geração fotovoltaica residencial.

2.5.1 Análise 1 - Redução dos custos do sistema

Para esta análise de sensibilidade, serão utilizados os principais custos já apresentados e osresultados econômicos também apresentados anteriormente. Considerando que uma família declasse média tenha condições de investir um valor máximo de R$ 13500,00, e que o PRD desejadoseja de 8 anos, serão feitas reduções nos custos do sistema de modo a alcançar estes resultados. Aplanilha desenvolvida para o projeto de sistemas fotovoltaicos irá facilitar esta análise desensibilidade.Nota-se que para uma redução de 20% em praticamente todos os equipamentos e nasestruturas de suporte e instalação, é possível alcançar o horizonte desejado de um custo totalinferior a R$13500,00 e um período de retorno descontado do investimento de oito anos.Ressalta-se ainda que os custos de manutenção e compra de um novo inversor forammantidos originais.Em relação aos módulos fotovoltaicos, esta redução de 20% parece pouco realista, já que ospreços praticados atualmente dificilmente alcançarão esta redução no curto prazo. Já emrelação ao inversor e às estruturas de suporte e instalação, é perfeitamente possível alcançartais reduções. Há inversores para esta potência que, inclusive, já são comercializados nestafaixa de valor, em torno de R$5000,00.Análise 2 - Redução da Taxa Mínima de Atratividade

Sabe-se que as taxas de juros aplicadas na economia brasileira são empecilhos para odesenvolvimento da indústria nacional, uma vez que a remuneração em aplicações financeiraspassam a ser mais vantajosas envolvendo riscos muito menores. A TMA de 7,5% a.a., utilizada naanálise econômica, é baseada na remuneração da poupança, investimento mais comum dapopulação brasileira de classe média. Caso esta TMA fosse reduzida, a depreciação do dinheiro aolongo do tempo também seria reduzida, e o resultado seria um PRD inferior e um VPL bem maisatrativo.

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Análise 3 - Aumento do Reajuste Tarifário Anual

A crise hídrico/energética brasileira tem causado graves interrupções de distribuição pelo país.Além de interrupções, os aumentos tarifários nas contas de energia elétrica têm provocado forteimpacto nas finanças das famílias, principalmente de classe média e menos favorecidas. Somenteneste ano de 2015, com a utilização das termoelétricas e o adicional de bandeira vermelha, oreajuste tarifário chegou a 40% em relação ao ano de 2014. Evidentemente este índice de reajustenão continuará ao longo dos próximos anos. Porém, para efeito de comparação, será simulado umreajuste tarifário anual superior ao utilizado na análise econômica.A partir dos dados acima, percebe-se que uma pequena variação no reajuste tarifário anual, éresponsável por grandes variações no VPL e ainda redução nos períodos de retorno. É difícil preverqual será a taxa de reajuste médio ao longo dos próximos 25 anos, porém, pelos dados históricos daANEEL a previsão é que este reajuste esteja entre 6 a 8%.

3 CONCLUSÕES

Ao fim deste estudo, é possível perceber que a viabilidade técnica, como posicionamento dasplacas, grau de inclinação e deflexão em relação ao norte geográfico, é de extrema importância paragarantir a performance desse tipo de sistema de geração energética. O estudo de sombreamento émuito válido pois indica claramente qual o posicionamento ideal dos painéis na área em estudo.Após instalados, é necessário garantir que o desempenho dos módulos esteja de acordo com ocalculado. Para tanto, serão necessárias limpezas periódicas das placas com jateamento de água paraimpedir a formação de uma camada de poeira que impeça a passagem da luz solar.Além de viabilidade técnica, é necessário avaliar a viabilidade financeira de um sistemafotovoltaico encarando-o como um investimento. Pelos custos envolvidos, muitas famílias irãopreferir trocar de carro, fazer uma viagem especial ou gastar este dinheiro com qualquer outra coisa.Porém, após uma análise cuidadosa, é possível enxergar que o retorno financeiro existe e pode sermuito interessante. É sempre válido fazer uma comparação entre este e outras possibilidades deinvestimento como aplicações bancárias CDB ou LCI. Os riscos do sistema fotovoltaico estãorelacionados principalmente ao momento da instalação, já que exigirá trabalho em altura eperfuração de telhas para fixação dos painéis. Vale ressaltar que o horizonte de projeto analisado foide 25 anos, que é a vida útil considerada desse tipo de equipamento. Porém, de acordo com ofabricante, ao final de 25 anos os módulos fotovoltaicos estarão produzindo energia num índice de80% em relação ao seu valor nominal. Ou seja, a economia de energia continuará ocorrendo deforma considerável, ainda que em menor escala.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFIA

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