Estudo de viabilidade de electrificação residencial através de sistemas fotovoltaicos em Maciene

0
MACIE, Celso Azarias. Trabalho de Conclusão de Licenciatura.
Celso Azarias Macie
Estudo de Viabilidade de Electrificação Residencial Através de Sistemas Fotovoltaicos em
Maciene
Licenciatura em Ensino de Física com Habilitação em Ensino de Matemática
Universidade Pedagógica
Gaza
2016

i
Celso Azarias Macie
Estudo de Viabilidade de Electrificação Residencial Através de Sistemas Fotovoltaicos em
Maciene
Supervisor: MsC. Tomás Manuel Nhabetse
Universidade Pedagógica
Gaza
2016
Monografia apresentada ao Departamento
de Física, Faculdade de Ciências Naturais
e Matemática, Delegação de Gaza, para a
obtenção do grau académico de
Licenciatura em Ensino de Física com
Habilitação em Ensino de Matemática.

ii
ÍNDICE
LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS .......................................................................... iv
LISTA DE FIGURAS.................................................................................................................. v
LISTA DE GÁFICOS.................................................................................................................. v
LISTA DE TABELAS................................................................................................................ vi
DECLARAÇÃO ........................................................................................................................ vii
DEDICATÓRIA .......................................................................................................................viii
AGRADECIMENTOS ............................................................................................................... ix
RESUMO..................................................................................................................................... x
ABSTRACT................................................................................................................................ xi
CAPÍTULO I: INTRODUÇÃO................................................................................................. 12
1.1 Contextualização................................................................................................................. 12
1.2 Delimitação do tema ............................................................................................................ 13
1.3 Problema de pesquisa........................................................................................................... 13
1.4 Objectivos ............................................................................................................................ 14
1.4.1 Objectivo geral.................................................................................................................. 14
1.4.1.1 Objectivos específicos ................................................................................................... 14
1.5 Hipóteses.............................................................................................................................. 15
1.6 Variáveis .............................................................................................................................. 15
1.7 Justificativa ......................................................................................................................... 16
CAPÍTULO II: REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................................ 17
2.1 A Radiação solar e insolação............................................................................................... 17
2.2 Instrumentos de medição ..................................................................................................... 19
2.3 Energia solar fotovoltaica .................................................................................................... 21
2.3.1 Tipos de sistemas fotovoltaicos ........................................................................................ 21
2.4 Módulos fotovoltáicos e sua instalação ............................................................................... 22
2.4.1 Módulos fotovoltaicos ...................................................................................................... 22
2.4.2 Instalação de módulos fotovoltaicos................................................................................. 22
2.5 Baterias, controlador de carga e inversor............................................................................. 25
2.6 Renda e agregado familiares versus demanda energética.................................................... 27

iii
CAPÍTULO III: METODOLOGIA ........................................................................................... 28
3.1 Metodologia......................................................................................................................... 28
3.1.1 Técnicas de pesquisa......................................................................................................... 29
3.1.2 Amostragem...................................................................................................................... 30
CAPÍTULO IV: RESULTADOS E DISCUSSÃO.................................................................... 31
4.1 Apresentação de resultados.................................................................................................. 31
4.1.1 Fontes de satisfação de necessidades energéticas............................................................. 31
4.1.2 Estimativa da demanda energética.................................................................................... 32
4.1.3 Avaliação do potencial solar............................................................................................. 35
4.1.4 Implementação da tecnologia fotovoltaica ....................................................................... 36
4.1.5 Montagem de alguns equipamentos.................................................................................. 41
4.1.6 Geração fotovoltaica esperada .......................................................................................... 43
4.1.7 Análise da viabilidade económica da tecnologia.............................................................. 43
4.2 Discussão de resultados ....................................................................................................... 47
CAPÍTULO V: CONCLUSÃO ................................................................................................. 49
CAPÍTULO VI: REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................... 50

iv
LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS
– Apere.
ca – Corrente alternada.
cc – Corrente contínua.
DVD - Digital Versatile Disc (Disco Digital Versátil).
EDM – Electricidade De Moçambique.
Funae – Fundo Nacional de Energia.
Hz – Hertz.
HSP – Horas de Sol Pleno.
IV – Radiação InfraVermelha.
K – Kelvin.
– Quilómetro.
M.C.XX – Mercados da Cidade de Xai-Xai
MT – Metical.
– Metical por quilowatt hora.
– Potência máxima.
PMT1, PMT2……,PMTj – Pagamentos 1, 2 até j – ésimo pagamento.
R.M.C.XX – Revendedores de Mercados da Cidade de Xai-Xai.
P X V – Potência versus Tensão.
REN – Rede Eléctrica Nacional.
SFV – Sistema FotoVoltaico.
SFVA’s Sistemas Fotovoltaicos Autónomos.
TV – Televisor.
UV – Radiação UltraVioleta.
V – Volt.
VIS – Radiação Visível.

v
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1.1: Localização da área destinada ao estudo………………………………….………….11
Figura 2.1: Espectro electromagnético da radiação solar no topo da atmosfera, bandas espectrais e
contribuição destas…………………………………………………………………………………….......16
Figura 2.2: Periliómetro – usado para medir a radiação directa………………………………….18
Figura 2.3: Medidor da radiação solar global……………………………………………………………..18
Figura 2.4: Medidor da radiação difusa…………………………………………………………..18
Figura 2.5: Heliógrafo de Campbell-Stokes……………………………………………………...19
Figura 2.6: Associação em série de módulos solares…………………………………………….21
Figura 2.7: Associação em paralelo de módulos solares…………………………………………21
Figura 2.8: Associação híbrida de módulos solares…....………………………………………...21
Figura 2.9: Ângulo de incidência dos raios solares no módulo fotovoltaico………………….....22
Figura 2.10: Separação entre dois painéis fotovoltaicos…………………………………………23
Figura 2.11: Diferentes tipos de associação de baterias………………………………………….24
Figura 2.12: Esquema de ligação eléctrica dos componentes do SFV ao controlador…………...24
Figura 4.5: Tempo de retorno de investimento para o cenário A …………………………………49
Figura 4.6: Tempo de retorno de investimento para o cenário B………………………………….49
LISTA DE GÁFICOS
Gráfico 4.1: Fontes de luz vs. Número de utilizadores (residências) ……………………………29
Gráfico 4.2. Actividades de renda predominantes no local de estudo …………………………...30
Gráfico 4.3: Comportamento da radiação solar em Xai-Xai …………………………………….34
Gráfico 4.4: Geração fotovoltaica esperada em diferentes meses do ano ……………………….43
Gráfico 4.5: Tempo de retorno de investimento para o cenário A ………………………………45
Gráfico 4.6: Tempo de retorno de investimento para o cenário B ………………………………46

vi
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1: Determinação do ângulo de inclinação do módulo solar ……………………………22
Tabela 4.1: Características e tempo de alimentação das cargas …………………………………32
Tabela 4.2: Demanda energética por grupos de residências ……………………………………..33
Tabela 4.3: Material referente ao CENÁRIO A …………………………………………………40
Tabela 4.4: Material referente ao CENÁRIO B …………………………………………………40
Tabela 4.5: Retorno de investimento para os cenários A e B considerando a manutenção dos
SFVA’s e reposição de baterias…………………………………………………………………..43

vii
DECLARAÇÃO
Declaro que esta Monografia é resultado da minha investigação pessoal e das orientações do meu
supervisor, o seu conteúdo é original e todas as fontes consultadas estão devidamente
mencionadas no texto e nas referências bibliográficas.
Declaro ainda que este trabalho não foi apresentado em nenhuma outra instituição para obtenção
de qualquer grau académico.
Gaza, aos 20 de Dezembro de 2016
___________________________________________
(Celso Azarias Macie)

viii
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho aos meus familiares, amigos e professores, cujos conselhos e ensinamentos
tornaram-me no que sou hoje. Também dedico-o á minha primeira sorte, Ailton Macie, esperando
que ele siga o caminho da formação contínua na vida.

ix
AGRADECIMENTOS
 Em primeiro lugar agradeço a Deus todo poderoso, pela saúde e força que tem me dado
durante todas fases da minha vida.
 Agradeço aos Meus pais, Azarias Macie e Isabel Matusse, pela educação, pelo apoio
incondicional e pelas oportunidades que me proporcionaram em todas fases da minha
formação. Endereço os meus agradecimentos ás minhas irmãs: Laura Macie; Helena
Macie; Sónia Macie e Gilda Macie e, á minha namorada Wilma Inguane, pelo apoio que
todas elas me proporcionaram.
 Meus profundos agradecimentos são extensivos ao meu Supervisor Tomás Nhabetse pelas
orientações valiosas dadas pacientemente em todas fases do trabalho.
 Também agradeço aos meus colegas de turma que me apoiaram durante a minha
formação e durante a execução da pesquisa, especialmente ao Sebastião Zimba, Hercídio
Hassane e Lucas Chirrindzane Junior, este último que sempre mostrou-se disponível para
discussões.
 Deixo aqui os meus agradecimentos a todos aqueles que directa ou indirectamente
contribuiram para tornar real o meu sonho de formação nesta área e, aos que contribuiram
para a materialização da minha pesquisa, resultando neste trabalho escrito.
“Acredito muito na sorte e descubro que,
quanto mais trabalho, mais sorte eu tenho.”
(Stephen Leacock)

x
RESUMO
A evolução tecnológica associada ao crescimento dos países, gera um aumento cada vez maior da
demanda energética ao nível mundial e especificamente ao nível nacional. Devido á falta de
satisfação flexível desta crescente demanda energética, especificamente nas zonas rurais, os
habitentes destas, procuram vários meios de satisfação destas necessidades energéticas, tudo na
tentativa de se enquadrarem no rítimo de evolução tecnológica e crescimento do país mas,
geralmente são usadas fontes de geração de electricidade muito pouco sustentáveis. Assim, a
necessidade de criação de bases para implementação de sistemas de geração alternativa de
energia eléctrica para a localidade de Maciene, mais especificamente de sistemas fotovoltaicos
autónomos domiciliares para electrificação residencial, fez com que os sistemas fotovoltaicos
autónomos domiciliares constituissem o objecto de estudo da pesquisa executada, objectivando-
se apurar a viabilidade (técnica e económica) para electrificação residencial através de SFVA’s,
estudo executado principalmente com auxílio da abordagem quantitativa. Após o levantamento
de informação prévia acerca do local de estudo, que possibilitou a selecção da amostra, estimou-
se a demanda energética na qual se baseou o estudo. A seguir quantificou-se a radiação solar no
local de estudo e, dimensionou-se os sistemas fotovoltáicos. A viabilidade técnica foi analisada
com base na geração fotovoltaica esperada comparada com a demanda energética mensal e, a
análise da viabilidade económica teve como base o investimento inicial nestes sistemas,
adicionado ao custo de manutençao dos mesmos, cuja razão com o rendimento pela compra de
electricidade pelo cliente, forneceu o tempo de retorno dos investimentos. Implementando os
sistemas fotovoltaicos estudados, os investimentos iniciais seriam de 50.350,00 meticais e
100.060,00 meticais para os cenários A e B respectivamente, com tempos de retorno de 13 anos e
9 anos para estes cenários na mesma ordem sendo que estes investimentos podem retornar em
tempo inferior ao tempo de vida útil dos sistemas, o que garante lucros nos restantes anos. Assim,
conclui-se que os sistemas fotovoltaicos autónomos domiciliares estudados mostram-se técnica e
economicamente viáveis neste local de estudo, quando comparados com as fontes que
actualmente são usadas para satisfação de necessidades energéticas.
Palavras-chave: Viabilidade. Sistemas fotovoltaicos. Electrificação residencial.

xi
ABSTRACT
The technological evolution associated with the growth of the countries, generates an increasing
increase of the energy demand at the world-wide level and specifically at the national level. Due
to the lack of flexible satisfaction of this growing energy demand, specifically in the rural areas,
the inhabitants of these, seek various means of satisfying these energy needs, all in an attempt to
fit the rhythm of evolution and growth of the country, but are generally used sources very little
sustainable generation of electricity. Thus, the need to create bases for the implementation of
alternative electric power generation systems for the locality of Maciene, more specifically of
autonomous homevoltaic photovoltaic systems for residential electrification, has made
autonomous photovoltaic systems domiciliares constituted the object of research study
Performed. The objective of this research was to determine the feasibility (technical and
economic) for residential electrification through autonomous photovoltaic systems, a study
executed mainly with the help of the quantitative approach. After the previous information about
the study site, which made possible the selection of the sample, the energy demand on which the
study was based was estimated. Then, the solar radiation was quantified at the study site and the
photovoltaic systems were dimensioned. The technical feasibility was analyzed based on the
expected photovoltaic generation compared to the monthly energy demand, and the economic
feasibility analysis was based on the initial investment in these systems, added to the cost of
maintenance of the same, whose ratio to the income from the purchase of electricity by the client,
provided the time of return of the investments. By implementing the photovoltaic systems
studied, the initial investments would be 50,350.00 meticals and 100,060.00 meticals for
scenarios A and B respectively, with return times of 13 years and 9 years for these scenarios in
the same order and these investments may return in less time than the useful life of the systems,
which guarantees profits in the remaining years. Thus, it is concluded that the home-based
autonomous photovoltaic systems studied are technically and economically viable at this study
site when compared to the sources currently used to satisfy energy needs.
Key words: Feasibility. Photovoltaic systems. Residential electrification.

12
CAPÍTULO I
INTRODUÇÃO
1.1 Contextualização
O fornecimento de energia eléctrica é um dos principais pilares para o desenvolvimento, tanto
social e assim como económico das comunidades. Mesmo assim, as estatísticas mostram que
muitas comunidades em Moçambique, principalmente das zonas rurais encontram-se isoladas das
redes eléctricas públicas, aspecto que de qualquer forma retarda o seu desenvolvimento.
Assim que é geralmente impraticável manter-se estas comunidades na dependência pela
electrificação convencional (através da rede eléctrica nacional), torna-se necessária a
implementação de fontes alternativas de energia, de tal forma que as necessidades energéticas
destas comunidades sejam satisfeitas da forma mais flexível possível. Estas alternativas
energéticas, incluem em particular a energia solar fotovoltáica, energia limpa e renovável e que
constitui o objecto de estudo deste trabalho.
Dependendo da dimensão e papel que os sistemas fotovoltaicos devem desempenhar, cresce a
complexidade e a importância do uso e do dimensionamento correctos dos seus equipamentos
constituintes. Deste modo, é importante para além do conhecimento do potencial solar numa
certa região, a análise da viabilidade da instalação de sistemas de aproveitamento da energia solar
para fornecimento de electricidade.
Este trabalho objectiva apurar a viabilidade dos sistemas fotovoltáicos autónomos domiciliares
para a electrificação residencial, especialmente na localidade de Maciene (Posto administrativo
de Chongoene, Distrito de Xai-Xai, Província de Gaza). Aborda-se um assunto tendente a trazer
bases para implementação de fontes alternativas de electrificação rural, estas que podem gerar
electricidade de forma autónoma ou descentralizada, diminuindo assim a forte dependência pela
electrificação através da rede eléctrica convencional ou através de outras fontes insustentáveis de
geração de electricidade.
Quanto á estrutura, este trabalho apresenta os capítulos seguintes: INTRODUÇÃO (I);
REFERENCIAL TEÓRICO (II), METODOLOGIA (III), RESULTADOS E DISCUSSÃO (IV),
CONCLUSÃO (V) e por fim as REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (VI).

13
1.2 Delimitação do tema
O presente trabalho, dedica-se ao estudo das energias renováveis, especificamente ao
aproveitamento eléctrico da energia solar para a electrificação de edificações rurais na localidade
de Maciene. Limita-se exclusivamente ao estudo da viabilidade de implementação de sistemas
fotovoltáicos autónomos domiciliares para a electrificação residencial, acompanhada de uma
análise comparativa entre estas e as fontes convencionais localmente usadas como alternativas
para geração de electricidade.
Campo de investigação
Figura 1.1 Localização do campo de investigação (Fonte: Google earth Pro – 25/02/16)
1.3 Problema de pesquisa
O desenvolvimento industrial e social, que alia-se ao aumento da utilização de equipamentos
eléctricos no dia-a-dia, proporciona um aumento das necessidades energéticas, seja a nível
mundial ou especificamente a nível nacional. Sabe-se que este aumento da demanda energética
nem sempre é acompanhado por maiores investimentos na geração de energia eléctrica,
principalmente nas zonas rurais. Este problema da falta de fornecimento de energia eléctrica para
as comunidades rurais nem sempre é resolvido, sendo uma das causas, o desinterresse por parte
das empresas concessionárias, pois nem sempre a universalização de electricidade é rentável
economicamente.
A falta de disponibilização da energia eléctrica de rede nacional, observa-se, para além de várias
zonas rurais, na localidade de Maciene, onde embora ultimamente haja construção de algumas
redes convencionais de distribuição eléctrica, verifica-se que as poucas redes eléctricas públicas
passam a vários quilómetros distantes de muitos bairros, fazendo com que muitas residências
encontrem-se isoladas daquelas.

14
Como consequência do excessivo distanciamento das redes de distribuição eléctrica em relação
ás residências, alguns proprietários de certas residêncais optam pela extensão individualizada da
rede eléctrica independentemente da distância entre a rede e o consumidor, processo que pelo que
tivemos informação, traz consigo várias desvantagens, como a demora para que a electricidade
chegue ao consumidor, mesmo que este seja o responsável pelas necessidades económicas e o
pouco ou nenhum retorno do investimento, pois por mais que já esteja feita a extensão da rede, a
maioria das residências continua afastada desta devido á dispersão destas dentro do bairro.
Em outros casos, na tentativa de evitar este tipo de investimento ou por dificuldades económicas,
proprietários de certas residências rurais, optam pelo uso de módulos solares mas, mal
dimensionados, o que faz com que a energia acumulada não seja suficiente para atender ás
necessidades eléctricas básicas da residência por um tempo significante. Também há predomínio
do uso de geradores eléctricos a gasolina, mas este uso mostra-se pouco prático devido aos gastos
constantes, associados á constante compra de combustível e constantes reparações.
A partir dos aspectos descritos atrás, a pesquisa levada a cabo, visava responder á seguinte
questão:
 Até que ponto a implementação de sistemas fotovoltaicos para a electrificação residencial
em Maciene, pode ser uma alternativa energética técnica e economicamente viável?
1.4 Objectivos
1.4.1 Objectivo geral
 Estudar a viabilidade (técnica e económica) de implementação de sistemas fotovoltaicos
autónomos domiciliares para a electrificação residencial na localidade de Maciene.
1.4.1.1 Objectivos específicos
 Identificar as fontes actualmente usadas para satisfação das necessidades energéticas
aliadas á iluminação e uso de equipamentos eléctricos nas residências do local de estudo;
 Estimar a demanda energética das residências do estudo, tendo-se em conta as actividades
de renda localmente praticadas de modo a icluir-se na demanda, as necessidades futuras
alidadas á futura aquisição de equipamentos eléctricos e, o tamanho de agregados
familiares;
 Descrever o comportamento quantitativo da radiação solar do local do estudo ao longo
dos diferentes meses do ano;

15
 Simular a electrificação residencial através de sistemas fotovoltáicos autónomos
domiciliares no local de estudo;
 Apurar a viabilidade da implementação dos sistemas fotovoltaicos autónomos
domiciliares para a electrificação residencial em Maciene, tendo-se em conta o
investimento inicial e o seu tempo de retorno e as vantagens e desvantagens desta
comparativamente às alternativas de satisfação de necessidades energéticas actualmente
usadas no local de estudo.
1.5 Hipóteses
 Aliada a não disponibilização de energia eléctrica de rede nacional em muitos bairros do
local de estudo, é possível que a satisfação das necessidades energéticas de iluminação e
uso de equipamentos eléctricos, seja garantida por candeeiros a petróleo e módulos
solares e geradores a gasolina;
 Tendo-se em conta que as actividades de renda garantem a aquisição de equipamentos
eléctricos e que o tamanho de agregados familiares tem influência directa no consumo
energético, este pode ser estimado a partir daqueles pressupostos.
 Quando o sistema fotovoltaico é dimensionado adequadamente, a energia que o sol
fornece no loacal de estudo, pode garantir a electrificação residencial de forma adequada;
 Tendo conhecimento da estimativa da demanda energética a ser atendida e a energia solar
localmente disponível, pode-se simular a implementação de um sistema fotovoltáico
domiciliar para electrificação residencial;
 Devido á possibilidade de serem usados de forma descentralizada e assim independentes
da dispersão das residências, os sistemas fotovoltáicos autónomos domiciliares podem
mostrar-se viáveis para satisfação de necessidades energéticas.
1.6 Variáveis
Assume-se como variável dependente a viabilidade dos sistemas fotovoltáicos autónomos
domiciliares para electrificação residencial em Maciene e, como variáveis causais ou
independentes a energia solar localmente disponível e a demanda energética, pois estas
influenciam na determinação da variável dependente.

16
1.7 Justificativa
O serviço de electrificação rural através da rede eléctrica convencional, tem tido como principal
obstáculo o afastamento dos bairros em relação a rede eléctrica já existente, aliado á dispersão
geográfica das residências, baixo consumo por residência, elevado custo operacional, o que pode
resultar num baixo retorno ou até mesmo em prejuízo financeiro para a concessionária.
Devido a estes obstáculos característicos das zonas rurais e em especial da localidade de
Maciene, tem sido pouco prático a electrificação através da extensão da rede eléctrica
convencional. São estes obstáculos que afastam deste estudo a possibilidade de electrificação
residencial em Maciene através de mini-centrais de geração de electricidade.
Assim o estudo justifica-se por abordar um assunto tendente a trazer outras fontes de
electrificação residencial na localidade de Maciene, estas que podem gerar energia eléctrica de
forma autónoma ou descentralizada, diminuindo assim a forte dependência pela electrifição
através da rede eléctrica convencional.
Neste âmbito de energias, este trabalho mostra-se relevante por abordar um tema de interresse
social e económico, pois o desenvolvimento de uma comunidade está por lado associado a
disponibilidade de energia eléctrica, que pode garantir desde o bombeamento de água para o
consumo e irrigação até ao lazer, o que pode melhor a vida das comunidades, pois a falta de
energia eléctrica tem como consequência a existência de assimetrias sociais nas condições e
qualidade de vida, tais como: a falta de oportunidade para o crescimento, o fluxo migratório para
as cidades ou outras regiões já electrificadas e a falta de esperança desta sociedade local no
futuro.

17
CAPÍTULO II
REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 A Radiação solar e insolação
O Sol
O sol é uma estrela de tamanho médio, cuja distância em relação à terra varia devido a
excetricidade da órbita terrestre. Existe uma grandeza chamada de unidade astronómica,
, como sendo a distância média entre a terra e o sol.
De acordo com Trieb, F.; et all (1997), citado por Chambule (2010), a temperatura do sol
aproxima-se à de um corpo negro em equilìbrio termodinâmico, cerca de 6000 K. O diâmetro do
sol è 108 vezes maior que o da terra, sendo de 1.390.000 Km. Tambèm o sol è 1.300.000 vezes
mais volumoso que a terra. Tem como composição quìmica básica: 85% de hidrogénio; 14,8% de
Hèlio e 0,2% de outros elementos.
Radiação Solar
Entende-se radiação como sendo uma das formas de transmissão de energia, através da qual a
energia se propaga sem a presença de um meio material. Assim, a radiação solar é explicada
como sendo a energia emitida pelo sol, que se propaga no espaço, sob forma de ondas
electromagnéticas, podendo se observar aspectos ondulatórios e corpusculares. Sob ponto de
vista ondulatório, a radiação solar propaga-se a uma velocidade constante, denominada constante
da luz ( ⁄ ), a uma frequência ( e a um dado comprimento de onda , sendo
que estas três grandezas relacionam-se através da expressão:
(1)
Onde: – é a constante da velocidade da luz ( ⁄ ); – é o comprimento
de onda e – a frequência de oscilação.
A radiação solar é também caracterizada pelo espectro de radiação electromagnética subdividido
em três regiões principais em função de comprimento de onda: UV (ultravioleta), VIS (visível) e
IV (infravermelho), com 7% , 47% e 46% da radiação respectivamente, como ilustra a figura 2.1.

18
Figura 2.1: Espectro electromagnético da radiação solar no topo da atmosfera, bandas espectrais e
contribuição destas (em termos percentuais).
Quando emitida a radiação solar, durante o seu percurso á superfície terrestre ela sofre processos
de atenuação, nomeadamente a difusão, a reflexão e a absorção. É devido a esta atenuação que a
radição solar apresenta-se sob duas componentes: radiação difusa e a radiação directa (TAMELE,
2007).
A radiação difusa é a resultante da acção de espalhamento da radiação solar pela atmosfera e que
atinge a superfície após ter sofrido um ou mais desvios. Já a radiação directa provém
directamente do disco solar quando este se mostra total ou parcialmente visível.
Tendo em conta as duas componentes, a radiação solar global é a quantidade da energia solar que
num dado instante e local atinge a superfície terrestre, ou seja, a radiação solar proveniente de um
ângulo sólido de que incide sobre a superfície terrestre (VAREJÃO, 2006).
A radiação global é dada por:
(2)
Onde: – é a radiação global; – é a radiação directa; - é a radiação difusa.
Assim, se o sol estiver oculto, a radiação global que alcança o observador é exclusivamente
difusa mas, num dia de céu limpo não se pode assumir que a radiação total que atinge um local é
apenas directa, pois sempre existem na atmosfera outras partículas que não sejam as nuvens,
capazes de expalhar (difundir) a radiação solar, aspecto sustentado por Pinho & Galdino (2004)

19
que afirma que mesmo num dia totalmente sem nuvens, pelo menos 20% da radiação solar que
atinge a superfície terrestre é difusa.
Insolação
A Insolação é definida como sendo o número de horas de brilho solar, ou seja, é o período do dia
em que o sol não se encontra coberto. De acordo com Varejão (2006), é basicamente o intervalo
de tempo em que o disco solar permanece visível, entre o nascimento e o ocaso do sol, para um
observador localizado em um dado ponto da superfície terrestre.
2.2 Instrumentos de medição
i. Medição da radiação solar
No que tange ás técnicas de medição da radiação solar, Tamele (2007) afirma que existem duas
técnicas de medição: A medição directa e a medição indirecta, sendo que na primeira técnica são
usados instrumentos para obtenção de valores totalmente exactos e na segunda técnica usam-se
modelos matemáticos para estimar a radiação solar global a partir de outras variáveis
meteorológicas. De referir que o conhecimento do comportamento quantitativo da radiação solar
é uma das variáveis de maior peso para o desenvolvimento de um projecto de aproveitamento
eléctrico da energia solar, sendo que a obtenção destes dados serve basicamente para: identificar
e seleccionar a localização do sistema de aproveitamento da energia solar; dimensionar o gerador
fotovoltaico; estimar a produção anual, mensal ou diária e também dimensionar o sistema de
armazenamento (caso seja necessário). Neste caso, descrevem-se os intrumentos de medição
directa da radiação solar, destacando: Periliómetro e o Piranómetro.
Periliómetro
O periliómetro é o instrumento usado para medir a componente directa da radiação solar,
perpendicularmente á direcção de sua propagação, ou seja com incidência normal á superfície.
Este instrumento bloqueia a radiação difusa quando instado nele um sensor termoeléctrico,
apontando directamente ao sol e caracteriza-se por apresentar uma pequena abertura de forma a
“visualizar” apenas o diso solar e a região vizinha denominada circunsolar. A figura 2.2 apresenta
o periliómetro.

20
Figura 2.2: Periliómetro – usado para medir a radiação directa. Fonte: Vasconcelos (2013)
Piranómetro
É o instrumento usado para medir a radiação solar que atinge a uma superfície plana, proveniente
de todo hemisfério. São usados para determinação da radiação solar global e, quando adaptados
são capazes de medir a radiação difusa, sendo que para a mediçao da componente difusa, adapta-
se uma máscara adicional no piranómetro para filtrar a radiação directa e deixar passar apenas a
difusa. As figura 2.3 e 2.4 representam respectivamente o piranómetro que mede a radiação
global e o piranómetro adaptado para medição da radiação difusa.
Figura 2.3: Medidor da radiação global Figura 2.4: Medidor da radiação difusa
Fonte: Vasconcelos (2013)
Medição da insolação
A medição do número de horas de brilho solar é feita através da técnica da medição directa, ou
seja com o uso de instrumento de medição. Para tal usa-se o heliógrafo de Campbell-Stokes. É
formado por uma esfera de vidro transparente, montada em um eixo inclinável, colocando-se
neste um papel especial, chamado heliograma impresso em escala horária. O foco luminoso
queima devido á radiação directa, sendo que quando o sol fica oculto a queima é interrompida,
registando-se assim o intervalo de tempo em que o sol esteve descoberto em um dia (VAREJÃO,
2006).

21
Figura 2.5: Heliógrafo de Campbell-Stokes. Fonte: (Website 1)
2.3 Energia solar fotovoltaica
A energia solar fotovoltàica é a energia obtida através da conversão directa da luz em
electricidade (Efeito fotovoltáico), sendo a célula fotovoltáica, um dispositivo fabricado com
material semicondutor, a unidade fundamental desse processo de conversão (PINHO &
GALDINO, 2004). Os módulos solares são compostos por células solares, que captam a luz do
sol e convertem-na em energia eléctrica.
Efeito fotovoltáico: O efeito fotovoltaico foi descoberto por Edmond Becquerel, em 1839. Este
efeito implica o aparecimento de uma diferença de potencial (ddp) nos terminais de uma célula
electroquímica causada pela absorção de luz. Em 1876 foi concebido o primeiro aparato
fotovoltáico advindo dos estudos da Física do estado sólido e, apenas em 1956, iniciou-se a
produção industrial.
2.3.1 Tipos de sistemas fotovoltaicos
Os sistemas fotovoltáicos são sistemas de geração de energia eléctrica através da conversão
directa da energia proveniente do sol, sendo que esta energia gerada tem como algumas
aplicações básicas:
 Bombeamento de água;
 Electrificação (residencial ou não; rural ou não)
 Refrigeração de vacinas; entre outros.
Os arranjos de sistemas fotovoltaicos dependem basicamente do tipo de carga a ser atendida,
sendo que existem basicamente:

22
 Sistemas fotovoltaicos isolados (Off-Grid): São sistemas de geração de energia eléctrica a
partir da energia solar nos quais a geração e o consumo de energia eléctrica constituem
um circuito independente de outros.
 Sistemas conectados á rede (On-Grid): É o caso em que o sistema fotovoltaico funciona
como uma fonte de geração de energia eléctrica complementar á rede eléctrica local e, a
energia gerada pelo sistema fotovoltaico pode ser vendida á rede electrica.
 Sistemas hibridos: Aqui, há combinação do SFV com outras fontes para assegurarem a
carga da bateria na ausência do sol. Ex.: geradores eólicos, geradores a gasolina.
2.4 Módulos fotovoltáicos e sua instalação
2.4.1 Módulos fotovoltaicos
Estes equipamentos permitem converter directamente em energia eléctrica a energia proveniente
do sol que incide em sua superfície. De acordo com Pinho & Galdino (2004), cada módulo
fotovoltaico é composto por células de materiais semicondutores, também chamadas de células
solares e são responsáveis pela conversão da radiação solar em electricidade. A eficiência de
conversão do processo fotovoltaico está directamente relacionada com a fracção do espectro solar
absorvida pelas células, pois apenas os fotões que efectivamente forem absorvidos pelo material
semicondutor é que contribuirão para a geração da corrente eléctrica. Outro factor que interfere
na eficiência da geração de energia eléctrica é o sombreamento. As células em um módulo
fotovoltaico estão conectadas em série, isso significa que se uma célula não recebe nenhuma luz
ela deixará de gerar energia eléctrica, limitando a corrente das demais células e comprometendo
desta forma todo o sistema. Para evitar isso, os fabricantes instalam em grupos de células diodos
de by-pass que possuem a função de desviar a corrente quando ocorre o efeito do sombreamento.
2.4.2 Instalação de módulos fotovoltaicos
i. Associação de Módulos fotovoltaicos
Existem basicamente três tipos de associação de módulos solares num sistema fotovoltáico:
 Associação em série: Objectiva-se com esta associação aumentar a tensão tensão do
sistema tornando-a a soma das tensoões individuais dos módulos mas, mantendo a
corrente, sendo a mesma corrente fornecida por um módulo. Este tipo de associação é
ilustrado na figura 2.6.

23
Figura 2.6: Associação em série de módulos solares. Fonte: Da costa (2010)
 Associação em paralelo: Neste tipo de associação, aumenta-se a intensidade da corrente,
sendo o somatório das intensidades individuais, mantendo-se a tensão. Um exemplo deste
tipo de associação está ilustrado na figura 2.7.
Figura 2.7: Associação em paralelo de módulos solares. Fonte: Da costa (2010)
 Associação híbrida: Para sistemas que exigem valores elevados para as duas variáveis
(tensão e corrente), opta-se pela associação híbrida, na qual tanto a corrente e a tensão
têm valores acima dos fornecidos por cada módulo. A ilustração deste tipo de associação
pode ser visualizada na figura 2.8.
Figura 2.8: Associação híbrida de módulos solares. Fonte: (Website 2)

24
ii. Orientação dos módulos solares
Tendo-se em conta que o sol nasce no Leste e põe-se no oeste, durante o dia, diferentes ângulos
azimutais são descritos pelo sol em seu movimento aparente e, se os módulos são montados com
face voltada para o Leste (nascente), apenas pode ser aproveitada a energia no perídodo antes do
meio dia solar e, caso montados com face voltada para Oeste (poente), haveria aproveitamento da
energia solar apenas a partir do meio dia solar. Assim, torna-se necessário instalar os módulos
fotovoltaicos com a face voltada para o norte geográfico de tal forma que tanto os raios solares
matutinos e assim como os vespertinos sejam aproveitados e ao meio dia solar tenham a maior
incidência dos raios solares.
iii. Inclinação dos módulos solares
Figura 2.9: Ângulo de incidência dos raios solares no módulo fotovoltaico. Fonte: Vasconcelos
(2013)
A melhor forma de aproveitamento dos raios solares é instalando-se o módulo solar de modo que
os raios incidam perpendicularmente nele, passando a ser mas, como a altura solar varia ao
longo do ano, variará. Assim é necessário estimar o ângulo para maximizar a captação. Um
dos métodos de estimação de é com base na latitude local. A tabela 2.1 mostra o cálculo de
com base na latitude:
Tabela 2.1: Determinação do ângulo de inclinação do módulo solar
Latitude
local
Ângulo recomendado
Fonte: Villalva & Gazoli, (2012)

25
iv. Distância mínima entre os módulos
No caso em que existe mais de um painél solar ou mais de um módulo e que, haverá instalação de
um painél ou módulo um por de trás do outro, é necessário determinar a separação dos módulos
ou painéis de modo que se possa evitar que um crie sombra para o outro. A figura 2.10 apresenta
a relação entre ângulos de dois painéis fotovoltaicos.
Figura 2.10: Angulação entre dois painéis fotovoltaicos. Fonte: Di Sousa (2010).
Onde: d – é a distância mínima entre os painéis, Z – é a altura relativa à inclinação do painel,
é a altura solar ao meio dia no solstício de inverno, – é a altura do painel fotovoltaico,
que pode corresponder ao comprimento ou á largura deste, dependendo da sua disposição (se
vertical ou horizontal), e α – é a inclinação do painel em relação à horizontal.
Assim, a distância mínima entre os painéis é dada por:
(3)
Sendo que: (3.1)
E também: (3.2)
2.5 Baterias, controlador de carga e inversor
i. Baterias
As baterias são dispositivos acumuladores ou armazenadores de energia. São dispositivos
electroquímicos que durante o seu carregamento transformam energia eléctrica em energia
química (para armazenamento) e, transformam energia química em energia eléctrica durante o
descarregamento para alimentação de equipamentos eléctricos. Elas podem ser divididas em dois
grupos, que são: células primárias, que são as baterias não recarregáveis e que quando se
descarregam totalmente, sua vida útil termina e são assim inutilizadas, e células secundárias, que

26
são baterias recarregáveis. Um processo de descarga seguido de um processo de carregamento
que restabeleça completamente a capacidade da bateria é denominado “ciclo”. A vida útil de uma
bateria pode ser definida pelo número de ciclos que ela pode realizar. A figura 2.11 ilustra os três
tipos de associação de baterias.
Figura 2.11: Diferentes tipos de associação de baterias
A vida útil das baterias é influenciada por dois factores principais: A temperatura e a profunidade
de descarga. De forma geral, as baterias têm três funções básicas em sistemas fotovoltáicos:
garantir autonomia do sistema, estabilizar a tensão e fornecer corrente elevada (caso necessário).
ii. Controlador de carga
Quando o equipamento é ligado á bateria, a quantidade de energia eléctrica armazenada na
bateria vai diminuindo á medida que o tempo passa. Para evitar-se que a bateria se descarregue
por completo nos períodos longos sem insolação e de grande consumo (geralmente á noite), é
conveniente instalar-se um controlador de carga, dispositivo que monitora a carga da bateria e
impede o sobredescarregamento. Já em períodos de grande insolação e pequeno consumo de
energia, o controlador de carga evita o sobrecarregamento, desconectando o módulo (BRAGA,
2008). A figura 2.12 ilustra o esquema de ligação de componentes do SFV ao controlador.
Figura 2.12: Esquema de ligação eléctrica dos componentes do SFV ao controlador.

27
iii. Inversor cc-ca
A tensão produzida pelos painéis fotovoltaicos durante o processo de conversão da energia solar
em energia eléctrica é do tipo contínua, facto que limita, em muitos casos o consumo de energia e
os usos finais, pois o mercado de equipamentos alimentados com este tipo de tensão é ainda
limitado. Nos casos em que se deseja usar aparelhos em corrente alternada (ca), o sistema
necessitará de possuir um inversor de corrente contínua em alternada.
2.6 Renda e agregado familiares versus demanda energética
Renda ou anuidade é definida como sendo o conjunto, finito ou infinito, de pagamentos PMT1,
PMT2, ....., PMTj, cujos elementos denominados termos da renda podem ocorrer em datas
preestabelecidas ou não. São três, o prarâmetros básicos para a classificação da renda,
nomeadamente:
 Número de termos de renda: Que é o número de pagamentos ou recepções da renda;
 Valores dos termos da renda: São os valores de cada termo da renda e,
 Vencimento da renda: Data do pagamento ou recepção de cada termo da renda.
As anuidades ou rendas podem ser classificadas segundo vários critérios ou pontos de vista mas
de forma geral podem ser classificadas quanto á variação de seus elementos (parâmetros): Podem
ser rendas certas (quando todos seus elementos ou parâmetros são previamente fixados e
cumpridos) e a renda aleatória (aquela em que pelo menos um dos seus elementos não está fixado
ou determinado).
As pesquisas econométricas relacionam o consumo de energia eléctrica com vários factores
(dentre os quais: factores sociais, económicos e demográficos), sendo do nosso interresse: O
factor demográfico (especificamente o tamanho do agregado familiar) e o factor económico
(especificamente a renda familiar).
Lin (2003), citado por De Sousa (2010) afirma que o crescimento da população é determinante no
consumo energético. Afirma que á medida que a população aumenta é esperado também o
aumento do consumo ou simplesmente da procura da energia eléctrica. Pachauri (2004), ainda
citado pelo mesmo autor, destaca a renda familiar como sendo importante variável na procura ou
no consumo energético, visto que a renda é a base para a aquisição de equipamentos eléctricos.

28
CAPÍTULO III
METODOLOGIA
3.1 Metodologia
Este trabalho é resultado de uma pesquisa quantitativa, que consiste na actuação realística,
apresentando dados, indicadores ou tendências possíveis de serem observados, de acordo com
Borgan e Biklen (1994), citado por Chambule (2010). Assim, foram usadas medidas numéricas
para testar hipóteses, com base nos dados recolhidos.
Para o alcance dos objectivos previamente traçado, a pesquisa obedeceu o seguinte processo
metodológico:
 Recolha de dados sobre as fontes actualmente usadas para satisfação das necessidades
energéticas aliadas á iluminação e uso de equipamentos eléctricos nas residências do local
de estudo. No que concerne aos dados sobre as rendas familiares, recolheu-se apenas de
dados sobre as actividades de renda e foram relacionadas com o que os residentes seriam
capazes de adquir caso houvesse electricidade pois, notou-se que na maioria dos casos as
rendas são aleatórias, o que dificulta a sua determinação;
 Estimativa da demanda energética familiar para cada residência. Os dados da demanda
energética estimada por residência foram organizados em dois cenários, o CENÁRIO A
que corresponde às residências com demanda energética estimada abaixo de e
o CENÁRIO B que corresponde ao grupo de residências cuja demanda energética
estimada está acima de , isto com objectivo de diminuir cada vez mais o
desvio médio (o valor com que a demanda energética familiar se desvia da demanda
energética média do conjunto de residências de cada cenário);
 Dimensionamento de equipamentos constituintes do sistema fotovoltaico autónomo
domiciliar para cada cenário, ou seja, para cada conjunto de residências;
 Análise da viabilidade técnica (mais especificamente a geração esperada comparada á
demanda energética) e económica da tecnologia fotovoltaico estudada.

29
3.1.1 Técnicas de pesquisa
São, de acordo com Marconi & Lakatos (2003) um conjunto de processos de que se serve uma
ciência para a recolha de informações de interresse, são também, a habilidade para usar esses
processos ou normas, na obtenção de seus propósitos.
As técnicas usadas na pesquisa foram:
i. Documentação indirecta – Esta é uma técnica que esteve presente em todas fases do
trabalho, visto que abrange a pesquisa bibliográfica e a pesquisa documental,
principalmente para a obtenção do suporte teórico e da informação acerca do
comportamento da radiação solar em Xai-Xai.
ii. Documentação directa – Esta subdivide-se em observação directa intensiva e a
observação directa extensiva.
Da observação directa intensiva foi usada:
a) Observação – que consiste na utilização dos sentidos na obtenção de determinados
aspectos da realidade, não sendo apenas o acto de ver e ouvir, mas também de examinar
factos ou fenómenos que se deseja estudar. Neste caso usamos a observação não
participante embora sistemática.
b) Entrevista – é uma conversação efectuada face a face, que proporciona ao entrevistador, a
informação necessária. No trabalho, o tipo de entrevista foi a entrevista despadronizada
ou não estruturada, na qual o entrevistador tem liberdade para desenvolver cada situação
em qualquer direcção que considere adequada, sendo que as perguntas são abertas e
podem ser respondidas dentro de uma conversação informal, o que permite explorar
amplamente uma questão.
Estas técnicas ajudaram na obtenção de informações sobre a renda ou basicamente sobre as
actividades de renda, o tamanho do agregado familiar, os equipamentos eléctricos já existentes
em algumas residências, as ocupações dos integrantes de cada família, seus hábitos e mais.
Da observação directa extensiva usou-se o formulário, este que consiste num roteiro de perguntas
enunciadas pelo entrevistador e preenchidas por ele com as respostas do pesquisado.

30
3.1.2 Amostragem
A fase da recolha de informação prévia foi muito útil pois permitiu conhecer melhor o local, as
actividades de renda características de vários habitantes, e principalmente o tipo de edificios
predominante neste local, pois este último associado ao agregado familiar, constitui um factor
impulsionador do consumo energético. Esta fase constitui a caracterização das residências do
local de estudo.
Seleccionamos um conjunto de residências no qual incluimos residências de diferentes
características, destacando os tipos de casa, as actividades de renda e o tamanho de agregado
familiar, de forma a garantirmos uma amostra qualitativamente representativa da população.
De referir então, que não se tratou de uma amostragem aleatória. No que tange ao tamanho da
amostra, trabalhamos com 38 residências, de um universo de 58, o correspondente a
aproximadamente 66% do universo.

31
CAPÍTULO IV
RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Apresentação de resultados
4.1.1 Fontes de satisfação de necessidades energéticas
A partir do trabalho feito no campo de pesquisa, verificou-se a existência de equipamentos
eléctricos, principalmente equipamentos de som em várias residências, embora ainda não haja
energia eléctrica convencional ou de aproveitamento solar ou eólico. Estes equipamentos são
geralmente usados em ocasiões especiais, com uso previamente planificado, accionados por
geradores a gasolina. Os módulos solares, para as residências que os possuem, são geralmente
mal dimensionados e, com utilidade limitada ao carregamento de telefones e accionamento de
alguns equipamentos eléctricos alimentados por corrente contínua. Em nenhuma situação os
módulos solares e os geradores a gasolina são usados para o fornecimento de electricidade
exclusivamente para fins de iluminação, esta que é garantida por velas e candeeiros (a petróleo e
eléctricos a pilhas), cuja quantidade de usuários de cada fonte é ilustrado no gráfico 4.1.
Gáfico 4.1. Fontes de luz vs. Número de utilizadores (residências)
O gráfico 4.1 apresenta as fontes de luz usadas para garantir a iluminação, não havendo, como já
tinha sido dito, o uso de geradores a gasolina e módulos solares para o efeito.
19
23
7
0 0
0
5
10
15
20
25
Candeeiro a
pilhas
Candeeiro a
petróleo
Vela Gerador a
gasolina
Modulo solar
Númeroderesidências
utilizadoras
Fontes de luz

32
4.1.2 Estimativa da demanda energética
A demanda energética (em estudo), tem dois determinantes principais: Os electrodomésticos e a
iluminação. No que tange ao consumo por iluminação, procura-se conhecer apenas a quantidade
e características de lâmpadas a serem usadas e assim como o tempo de seu uso (que neste caso foi
previsto a partir dos hábitos das residências dos poucos bairros já electrificados e parcialmente
estimado com base no tamanho do agregado familiar e realidade de cada residência). Quanto aos
electrodomésticos, precisa-se ter em conta vários aspectos, por tratar-se de um estudo num local
que ainda não há alguma forma de geração de electricidade que possa nos fornecer (de forma
numérica) o consumo desta forma de energia. Assim, houve necessidade de identificarmos e
caracterizarmos os electrodomésticos já existentes em cada residência e também, prever os
electrodomésticos que podem vir a ser adquiridos em cada família caso seja disponibilizada a
energia eléctrica e se a renda permitir. Assim surgiu a necessidade de estimarmos o consumo
energético olhando para as actividades que garantem a renda de cada família, acreditando-se que
a demanda energética pode vir a aumentar com o tempo, se for disponibilizada a energia eléctrica
e a renda permitir. O gráfico 4.2 indica as principais actividades de renda identificadas e assim
como a quantidade das residências que praticam cada uma.
Gráfico 4.2: Actividades de renda predominantes no local de estudo.
De forma a abrangir-se o possível aumento da demanda energética, influenciado pela aquisição
de electrodomésticos, analisa-se a influência da renda familiar na aquisição destes. Para tal houve
necessidade de, conhecidas as actividades de renda e o que elas garantem em cada família,
questionar acerca dos electrodomésticos que cada família seria capaz de adquirir caso fosse
38 38
25
16
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Agricultura Pecuária Comércio Profissão liberal Pesca
NumerodeResidências
Actividades de renda

33
disponibilizada a energia eléctrica. Para além de questionar acerca dos equipamentos que as
actividades de renda podem garantir a sua aquisição, considerou-se que em todas residências nas
quais há pelo menos um profissional liberal, hajam condições de aquisição de todos
equipamentos eléctricos básicos e frequentes das residências electrificadas, pois um profissional
liberal embora possa ter outras actividades de renda, uma parte da renda total é certa, o que lhe
confere mais segurança para efectuar um empréstimo, por exemplo. Assim foram apurados os
electrodomésticos que podem vir a ser adquiridos em cada residência no caso da disponibilização
de electricidade. De referir que para residências que já têm alguns electrodomésticos, os cálculos
basearam-se nestes e nos que podem ser adquiridos e, para as que não os possuem e que têm
condições de aquisição, foram adoptados certos modelos para questões de estudo nestas
residências, ver tabela 4.1.
O tempo total de alimentação das cargas (lâmpadas e electrodomésticos) é:
(4)
Onde: – é o tempo de Uso Diurno de electrodomésticos, que não pode ser estimado com
base nos que já têm electricidade pois varia conforme o tamanho do agregado familiar e de
acordo com as ocupações diurnas dos integrantes de cada família; – é o tempo de uso ou
alimentação nocturna das cargas, estimado com base nos que já têm electricidade (para algumas
cargas como: Televisor, amplificador de som, Leitor de DVD, Decoder, lâmpadas).
A tabela a seguir, mostra o tipo de lâmpada e electrodomésticos adoptados para os estudo e suas
características; o tempo de alimentação destas cargas e mais.

34
Tabela 4.1: Características e tempo de alimentação das cargas
Cargas Potência máxima
(W)
Espaço Tempo de
alimentação (h/dia)
Lâmpada
Fluorescente
23.0
Sala e varanda 5.0
Quarto 2.0
Cozinha 3.0
Casa de banho ⁄
Exterior 6.0
Leitor de DVD 25 4.0 (Nocturnas)
Amplificador, 50 4.0 (Nocturnas)
TV 75 4.0 (Nocturnas)
Descodificador 20 4.0 (Nocturnas)
Chaleira eléctrica 600 1.0
Ferro eléctrico simples 1000 1.0
Refrigerador ____ _______________
Já a tabela 4.2 descreve a demanda energética diária estimada. De referir que cada demanda
residencial sofreu acréscimos de 20 % (uma ou duas vezes), que destinam-se a compensar a perda
de energia devido a algumas percentagens de ineficiência principalmente do inversor e também
equilibrar o possível aumento do consumo nos finais de semana. Este aspecto é sustentado por
Pinho e Galdino (2014), afirmando que a base do dimensionamento correcto dos sistemas
fotovoltaicos autónomos é entender que o sistema deve gerar mais electricidade do que o limite
estabelecido para o consumo, havendo necessidade de definir-se um período de tempo e, a
produção de electricidade neste período deve ser maior do que a demanda energética a ser
atendida.

35
Tabela 4.2: Demanda energética por grupos de residência
Tamanho Médio do
Agregado Familiar Demanda
Energética
Demanda energética
média
CENÁRIO A
5
Residentes
Abaixo
de
5 kwh/dia
2.14 kwh/dia
CENÁRIO B
7
Residentes
Acima
de
5 kwh/dia
5.22 kwh/dia
Demanda energética
total:
140.00 kwh/dia
A demanda energética apresentada na tabela 4.2 consiste numa estimativa da demanda energética
que pode caracterizar as residências do local de estudo no caso da disponibilização de
electricidade e de acordo com tamanho de agregado familiar e renda ou poder de aquisição de
electrodomésticos em cada família.
4.1.3 Avaliação do potencial solar
Esta fase consiste em buscar quantificar a radiação solar global que se espera que incida sobre o
gerador fotovoltaico. É analisado apenas o comportamento da temperatura, visto que a influência
da radiação solar é muito mais significativa que a influência da temperatura. Outro aspecto
importante, destacado por Pinho e Galdino (2014), é que a radiação solar pode variar
significativamente em curtos intervalos de tempo, especialmente em dias nublados, mas a
variação da temperatura é facilmente amortecida pela capacidade térmica dos módulos.
Varejão (2006), afirma que os países ditos do “terceiro mundo” são carentes no concernente á
disponibilidade de equipamentos para a medição da radiação solar por serem geralmente muito
mais caros que os equipamentos para a medição da insolação, sendo por isso que a maior parte
das estações efectua somente a medição da insolação. Melo (2003), em seu estudo sobre o
“comportamento da radiação solar na região sul do save”, usou o método de Ângstron para
estimar a radiação média incidente a partir de séries de medidas da insolação para locais cujas

36
estações não faziam medição da radiação solar, particularmente em Xai-Xai. O gráfico 4.3
apresenta o comportamento da radiação solar global em Xai-Xai, em médias mensais diárias.
Gráfico 4.3: Comportamento da radiação solar em Xai –Xai.
Consegue-se verificar que o mês que apresenta a mínima radiação global média mensal diária é
Junho, sendo de 3.42 kwh/m2
e, a máxima radiação global média mensal diária ocorre em
Janeiro, correspondendo a 6.62 kwh/m2
(MELO 2003).
Diferentemente de outros trabalhos de pesquisa em que o estudo é feito com base no critério do
mês crítico ou seja, aquele que apresenta a menor radiação solar global, este estudo é baseado na
média das radiações (que é de 5.18 kwh/m2
/dia), evitando-se assim o sobredimensionamento.
4.1.4 Implementação da tecnologia fotovoltaica
Como existem dois grupos de consumidores, cada grupo tem um tratamento que resulta num
sistema fotovoltaico adequado para as suas necessidades. A seguir é apresentado o
dimensionamento dos equipamentos.
i. Dimensionamento do painel solar
Para todos casos o número de módulos solares para comporem o painel é dado por:
(5)
Onde:
energia gerada diariamente pelo módulo escolhido.
Esta energia é dada por:
6.62 6.29
5.54
4.65
3.85 3.42 3.6 4.29
5.12
5.84
6.31 6.64
Média
0
2
4
6
8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Radiaçãoglobal
(kwh/m2/dia)
Mês

37
ɳ (5.1)
Onde:
Substituindo se (5.1) em (5), teremos a quantidade de módulos solares dada por:
(5.2)
Com a eficiência desconhecida, ela é calculada. De referir que a eficiência do módulo solar é
calculada com base na radiação do HSP, que corresponde ao número de horas em que a radiação
solar é máxima e constante e igual a 1000 . No nosso caso:
HSP = [ ]
Então é neste tempo de que a radiação solar é constante e máxima e igual a 1000 .
A eficiência fica sendo calculada por:
(5.3)
Assim, a quantidade dos módulos que devem compor o painel solar também pode ser:
(6)
A potência do módulo escolhido é de 150 Wp, eficiência de 0.166 e Área de 1.01 m2
(ver
apêndices para mais detalhes). Já a energia solar média disponível é de 5.18 kwh/m2
/dia.
Assim, fazendo-se uso da equação 5.1 é encontrada a energia que este módulo será capaz de gerar
por dia:
. Portanto, o módulo gerará /dia.

38
CENÁRIO A
Este caso, de acordo com a tabela 4.2, diz respeito ao grupo de residências cujo tamanho médio
do agregado familiar é de cinco (5) residentes, com a demanda energética estimada abaixo de
, tendo uma demanda média de .
Daqui, fazendo uso da equação 5.2, temos:
[ ], Resultando em:
Portanto, para este cenário, são necessários aproximadamente três (3) módulos solares de 150 Wp
para gerarem a energia de .
CENÁRIO B
Corresponde ao grupo de residências cujo tamanho médio do agregado familiar é de sete (7)
residentes, com a demanda energética estimada acima de , tendo uma demanda
energética média de 5.22 . Já sabe-se que o nosso módulo vai gerar
/dia. Então, ainda a partir da equação 5.2, temos:
[ ] , Resultando em: .
Para este cenário são necessários seis (6) módulos solares para gerarem a energia de
.
ii. Dimensionamento de Controlador de carga
O controlador de carga é definido pela tensão e corrente eléctrica de trabalho dos módulos. A sua
capacidade (tensão e corrente eléctricas) deve superar a corrente total dos módulos a serem
conectados.
CENÁRIO A: Aqui, o sistema fotovoltaico é constituido por três (3) módulos solares, a serem
conectados em paralelo. De acordo com o catálogo do módulo seleccionado, a tensão máxima em
potência de pico ( ) corresponde a e, a corrente máxima em potência de pico (
) corresponde a . Uma conexão em paralelo destes três (3) módulos nos fornecerá
e . É necessário assim, um controlador de carga com

39
e . O controlador de carga seleccionado é automático de tensão e
corrente , cujos detalhes complementares podem ser visualisados nos apêndices.
CENÁRIO B: Neste cenário existem um sistema fotovoltaico constituido por seis (6) módulos
solares, a serem conectados em paralelo. Ainda de acordo com o catálogo do módulo
seleccionado, a tensão máxima em potência de pico ( ) corresponde a e, a corrente
máxima em potência de pico ( ) corresponde a . Uma conexão em paralelo destes
seis (6) módulos nos fornecerá e . É necessário um
controlador de carga com e . Neste são necessários dois (2)
controladores de carga de tensão e corrente , cujos detalhes complementares
também podem ser visualisados nos apêndices.
iii. Dimensionamento do banco de baterias
O primeiro ponto a se definir com relação ao banco de baterias é a autonomia do sistema, isto é, o
número de dias consecutivos nublados ou chuvosos, onde o painel não é capaz de produzir uma
quantidade suficiente de energia, sendo recomendável uma autonomia de até três dias para
sistemas fotovoltáicos isolados. Para este estudo adopta-se uma autonomia de 24 horas ( e,
uma tensão de de 12 V.
Para calcular o banco de baterias é necessário saber o consumo de corrente diário. Partindo da
relação existente entre energia, tensão, potência e corrente eléctricas, deduz-se a expressão para o
cálculo da corrente eléctrica diária:
(7)
Como pretende-se a corrente diária em Ah, tem-se que:
(7.1)
Onde: é o consumo diário de corrente ; é a demanda energética diária; é a
tensão do sistema.
A capacidade do banco de baterias é dado por:
(8)
Onde: é a capacidade do banco de baterias; é o consumo diário de corrente; é o
número de dias de autonomia do sistema; é a profundidade da descarga da bateria que, para
a bateria seleccionada para o estudo corresponde a 80 %, ver apêndices.

40
CENÁRIO A
De acordo com a equação 7.1, para este cenário existe um consumo médio de corrente
correspondente a . A partir da equação tem-se que:
é a capacidade do banco de baterias para este cenário que corresponde ao
conjunto de residências com uma demanda estimada abaixo de . Com esta capacidade
do banco de baterias e tendo em conta a capacidade da bateria seleccionada (de , são
necessárias, aproximando em excesso, duas (2) baterias.
CENÁRIO B
Ainda de acordo com a equação 7.1, para este cenário existe uma demanda média de corrente
correspondente a . Com auxílio da equação 8, tem-se que:
é a capacidade do banco de baterias para este cenário correspondente ao conjunto
de residências com um consumo acima de . Neste caso são necessárias, aproximando
em excesso, quatro (4) baterias de 150 Ah.
iv. Dimensionamento de inversores
A potência do inversor deve ser igual ou superior a potência máxima das cargas, ou seja, de
forma mais conservadora, a potência do inversor pode ser especificada igual ou superior ao
somatório da potência de todas cargas do usuário, se houver possibilidade de que estas possam
operar simultaneamente. Também, o inversor deve apresentar a tensão in-put igual á tensão
contínua in-put do sistema (tensão do banco de baterias) e tensão alternada out-put conforme a
necessidade, normalmente 127 ou 220 V – 230 V, 60 Hz. Sabe-se que para os cenários A e B
temos as demandas de 2.14 kwh/dia e 5.22 kwh/dia respectivamente. Assim tem-se as potências
médias diárias de 357 W e 870 W para os cenários A e B, considerando a possibilidade de todas
cargas funcionarem em simultâneo e durante seis (6) horas diárias no máximo. É necessário um
inversor com tensão in-put de 12 V e out-put de até 230 Volts, 60 Hz e com para o
cenário A e, outro inversor com tensão in-put de 12 V e out-put de até 230 Volts, 60 Hz e com
para o cenário B. Para os cenários A e B foram selecionados inversores de
capacidades de 300 – 500 W, 12 V in-put (c.c) e 220 V out-put (c.a) para o cenário A e 1000 W,
12 V in-put (cc) e 220 V out-put (c.a) para o cenário B.

41
4.1.5 Montagem de alguns equipamentos
i. Módulos solares
Orientação: Para que seja garantido um alinhamento perpendicular dos módulos com os raios
solares, é necessário instalar os módulos fotovoltaicos com a face voltada para o norte geográfico,
de tal forma que tanto os raios solares matutinos e assim como os vespertinos sejam aproveitados
e ao meio dia solar tenham a maior incidência dos raios solares.
Inclinação: A latitude do distrito de Xai-Xai é de 25o
. Assim, com base na tabela 2.1, a
inclinação dos módulos solares neste local deve ser:
Então a inclinação dos módulos solares deve ser .
Distância entre painéis: A partir das equações 3, 3.1 e 3.2 teremos a distância dada por:
CENÁRIO A: Neste cenário em que só existem três (3) módulos solares, é coveniente instalá-los
em fileira (um de lado do outro). Mas, caso mostre-se necessária a instalação destes módulos um
por detrás do outro e, considerando a sua instalação na disposição horizontal, então
corresponderá á largura do módulo e de acordo com o catálogo (em apêndices) é: .
Assim, . Esta é a distância que deve separar os módulos caso sejam
instalados um por detrás do outro.
CENÁRIO B: Neste cenário existem 6 módulos solares. Caso haja necessidade de montar os
painéis um por detrás do outro, torna-se necessário considerar a distância que deve separar estes
painéis. Neste caso, cada painél terá três módulos e, considerando a disposição horizontal destes,
então será o triplo da largura de um módulo destes adicionado á distância de separação destes
no painél (que aqui consideramos 0,05 m). Como para um módulo, , então cada
painél terá: . Assim: .
Esta é a distância que deve separar os painéis, se instalados um por detrás do outro.

42
Conexão: Em todos cenários, todos módulos e/ou painéis devem estar associados em paralelo,
pois, os bancos de baterias têm capacidade acima da de cada módulo e, a associação em paralelo
é adequada para os dois cenários.
ii. Baterias
Já foi dito que o tipo de conexão das baterias depende do que se objectiva com o tal. Neste caso,
os bancos de baterias dos cenários A e B, devem ser constituidos por baterias associadas em
paralelo (ver figura 2.12), de modo a que se poss alcançar a capacidade de cada banco de
baterias, mantendo-se 12 Volts como a tensão do sistema.
As tabelas 4.3 e 4.4 apresentam os materiais dimensionados e seus custos para os cenários A e B.
Tabela 4.3: Material referente ao CENÁRIO A
Equipamento Quant. Custo unitário
(MT)
Custo por
quantidade
(MT)
Obs.
Módulo solar 3 6.370,00 19.110,00 M.C.XX & Funae
Bateria 2 11.000,00 22.000,00 R.M.C.XX
Controlador de carga 1 4.836,00 4.840,00
Inversor 1 2.000,00 2.000,00 M.C.XX
Outros
Condutores
5% do total
= 2.400,00
Estrutura de
paineis solares
Total (MT): 50.350.00 MT
Tabela 4.4: Material referente ao CENÁRIO B
Equipamento Quant Custo unitário
(MT)
Custo por Obs.
quantidade
(MT)
Módulo solar 6 6.370,10 38.221,0 M.C.XX & Funae
Bateria 4 11.000,0 44.000,0 R.M.C.XX
Controlador de carga 2 4.836,00 9.672,00
Inversor 1 3.400,00 3.400,00 M.C.XX
Outros
Condutores
Estrutura de
painéis solares
e trasporte.
5% do total
= 5.865,00
Total (MT): 100.060.00 MT

43
86.67 82.35 72.54 60.84 50.4 44.73 47.07 56.16 67.07 76.5 82.8 86.94
260.01 247.05 271.62
182.52
151.2
134.19
141.21
168.48
201.15
229.5
248.4
260.82
0
50
100
150
200
250
300
350
400
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Geraçãomensal(kwh)
Mês
Cenario B
Cenario A
= 189.9 kwh
𝟔 𝒌𝒘
4.1.6 Geração fotovoltaica esperada
O gráfico 4.4 ilustra o que os equipamentos dimensionados (especialmente os módulos solares)
serão capazes de gerar em cada mês e nos dá a diferença entre o que os sistemas vão gerar e as
necessidades ou demandas mensais.
Gráfico 4.4 Geração fotovoltaica esperada em diferentes meses do ano
Assim o período em que se espera uma geração que esteja ligeiramente abaixo da demanda
energética em ambos cenários, é de Abril a Agosto, com um défice diário de e
para os cenários A e B respectivamente. Espera-se uma geração de electricidade de
aproximadamente e para os cenários A e B respectivamente.
4.1.7 Análise da viabilidade económica da tecnologia
Esta fase do trabalho visa basicamente apurar o tempo necessário para que haja o retorno total do
investimento inicial da implementação da tecnologia fotovoltaica para a electrificação residencial
no local de estudo.
O tempo de retorno simples de investimento (Payback simples) – é uma das formas de análise de
viabilidade financeira de um investimento, na qual não se considera a taxa de juros, ou seja, não
se olha para o valor do dinheiro no tempo, sendo que essa análise, por não considerar o valor do
dinheiro no tempo, é utilizada para avaliar investimentos de baixo valor (GITMAN, 2010).
Apresenta como principal vantagem o facto de ser adequado à avaliação de projetos com vida
limitada. Ele informa simplesmente o momento em o total das entradas se iguala ao investimento
inicial. Quanto menor o período de payback (retorno de investimento), mais atrativo se torna o
investimento. Este tempo é estimado através da equação 9.

44
(9)
Onde: corresponde ao tempo de retorno de investimento; é o valor investido e, é
o valor total anual de entradas na caixa, correspondente ao pagamento anual de electricidade pelo
consumidor residencial, em . De forma geral é dado por:
(9.1)
Onde: – É o consumo mensal de electricidade; É o custo de electricidade. No entanto,
a equação 9.1, não considera o custo de manutenção do sistema fotovoltaico e nem a reposição de
baterias. De modo a considerar esses custos, é adoptada uma margem de 5% do para
manutenção anual e, a seguir considera-se um desconto anual de que, quando acumulados,
em 5 anos serão suficientes para a reposição de baterias, sendo que o valor total anual de entradas
na caixa fica sendo dado por:
(9.2)
Considerando a equação 9.2, teremos:
(9.3)
(9.3.1)
De referir que o custo de energia eléctrica no sector doméstico, em sistema de pré-
pagamento, fornecido pela EDM é de . De modo a garantir-se um
investimento em tempo útil, neste estudo aplica-se um custo de energia eléctrica ligeiramente
acima (em 10%) do dobro do da EDM, ou seja: , aspecto
justificado pela necessidade de troca de bateriais, diferentemente da geração hidroeléctrica que
não exige meios de armazenamento.
A seguir, apresentamos de forma detalhada, a estimativa do tempo de retorno de investimento
simples para todos cenários, considerando os custos de manutenção anual do sistema e os custos
referentes á reposição de baterias.

45
Tabela 4.5: Retorno do investimento para os CENÁRIOS A e B considerando a manutenção dos
SFVA’s e reposição de baterias.
CENÁRIO A CENÁRIO B
Período Capital (MT) Período Capital (MT)
0 .0 0 100.060,00 0.0
5 Anos 30.950,00 19.400,00 5 Anos 43.100,00 56.960,00
10 Anos 11.550,00 38.800,00 10 Anos 𝟔 113.920,00
15 Anos 58.200,00 ________ ________ _______
O capital negativo no terceiro período, significa que neste último período será completado o
retorno do investimento e começará a geração de lucro, ou seja, em termos absolutos, o capital
negativo corresponde ao que sobra quando é paga a última “prestação” do reembolso do
investimento. Portanto, em todos cenários, os investimentos retornam em menos de 15 anos.
O tempo exacto de retorno dos investimentos, é encontrado a partir da equação 9.3, obtendo-se os
seguintes valores aproximados: para os cenários A e B
respectivamente. Os mesmos resultados são ilustrados nos gráficos das figuras a seguir.
Gráfico 4.5: Tempo de retorno de investimento para o cenário A
-20000
-10000
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Capital&𝑽𝒕𝒆(MT)
Capitaln (anos)

46
Figura 4.6: Tempo de retorno de investimento para o cenário B
Nos gráficos das figuras 4.5 e 4.6 verifica-se que enquanto o cliente injecta dinheiro na caixa
através da compra de electricidade ( , o capital, que é o valor de um activo representado por
moeda e/ou direitos passíveis de uma expressão monetária no início de uma operação financeira,
sendo que neste caso corresponde ao título de dívida expresso em valor no início do investimento
em sistemas fotovoltaicos em estudo, vai decrescendo até se anular, ou seja, até que se reembolse
totalmente o valor do investimento inicial. Á direita de cada gráfico, a recta vertical que forma
um ângulo de com o eixo de , indica o tempo em que o somatório das entradas na
caixa ( ) se iguala ao valor do investimento inicial, ou seja, indica o tempo de retorno do
investimento. Daí em diante, o investimento começa a gerar lucros.
Também, considerando a compra de energia eléctrica da rede eléctrica pública por um custo de
, em 13 anos o cliente que usa esta energia gasta cerca de
(Consumidor idêntico ao do cenário A) e, em 11 anos o cliente da rede eléctrica pública gasta
cerca de (consumidor idêntico ao do cenário B). Ou seja, um consumidor de
de um sistema fotovoltaico, quando comparado com um consumidor de
da rede eléctrica pública, em 13 anos os gastos se igualam e daí em diante o
consumidor de energia através de sistemas fotovoltaicos começa a gerar lucros enquanto o outro
continua a gastar pela compra de electricidade (CENÁRIO A). Um consumidor de
de um sistema fotovoltaico, quando comparado com um consumidor de da
rede eléctrica pública, em menos de 11 anos o primeiro reembolsa o investimento inicial e
-40000
-20000
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Capital&𝑽𝒕𝒆(MT)
Capitaln (anos)

47
começa a gerar lucros enquanto que o segundo só iguala os seus gastos ao investimento inicial do
primeiro em 11 anos e continua a gastar pela compra de electricidade.
4.2 Discussão de resultados
As fontes de energia usadas localmente, quando comparadas com a geração fotovoltaica que
analisamos neste trabalho, mostram-se muito desvantajosas, visto a aquisição de velas e pilhas
(para candeeiros eléctricos) ser frequente, para além de o uso destas expor o usuário a riscos de
incêndio, como relataram os inquiridos e, para além disso, estas fontes podem causar problemas
de saúde e/ou ambientais, incluindo o facto das pilhas não puderem ser recicladas e no local não
existir um mecanismo de recolha destas quando caem em desuso. O uso de geradores eléctricos
também mostra-se pouco sustentável quando comparado com sistemas fotovoltaicos, pois os
geradores eléctricos a gasolina exigem manutenções frequentes e compra constante de
combustível, sendo que, os geradores mais eficientes gastam cerca de (300 MT) para o
uso de electrodomésticos e iluminação apenas do período nocturno ao matutino, ao passo que os
sistemas fotovoltaicos podem garantir a iluminação, assim como o uso de electrodomésticos
simultaneamente, dispensando a aquisição de outras fontes complementares. Estes sistemas
fotovoltaicos não necessitam de constantes reparações como os geradores eléctrios a gasolina e,
não poluem o meio ambiente como as velas e o petróleo quando fundido. No gráfico 4.4
analisou-se a geração esperada advinda dos sitemas fotovoltaicos estudados, sendo que o défice
aparente nos meses de baixa radiação solar, pode ser compensado, visto que as estimativas de
consumo diário são máximas e nem sempre esse consumo pode ser atingido. Além disso, a
demanda através da qual se faz a comparação, diz respeito a média da demanda para todas
residências de cada cenário, o que significa que em cada cenário, nem todas residências podem
ser atingidas pelo défice, visto que a maioria tem um consumo abaixo da média usada para a
comparação.
Implementando os sistemas fotovoltaicos estudados, o investimento inicial seria de 50.350,00
meticais e 100.060,00 meticais para os cenários A e B respectivamente, com tempo de retorno de
13 anos e 9 anos para estes cenários na mesma ordem.Vê-se então que, o investimento pode
retornar em tempo inferior ao tempo de vida útil dos módulos solares, o que garante lucros nos
restantes anos. Assim, os sistemas fotovoltaicos autónomos domiciliares estudados mostram-se,
tecnica e economicamente viáveis neste local de estudo, quando comparados com as fontes que

48
actualmente são usadas para satisfação de necessidades energéticas. Outro aspecto que torna os
sistemas fotovoltaicos autonómos domiciliares atraentes é o facto de puderem gerar energia
eléctrica de forma descentralizada e de forma individual, contrariamente á extensão da rede
eléctrica que para além da demora na implementação, há uma possível falta de retorno do
investimento e possivelmente a baixa qualidade de energia eléctrica devido ao transporte desta
em longas distâncias sem uso de nenhum transformador elevador.
Importa referir que os custos do investimento inicial aqui estimados, estão também relacionados
com a demanda energética (estimada). Neste sentido, no caso de implementação destes sistemas
fotovoltaicos, pode haver uma redução da demanda projectada para os consumidores, o que pode
reduzir o investimento inicial e tornando os sistemas fotovoltaicos cada vez mais atrativos.
Embora o usuário de sistemas fotovoltaicos esteja em vantagem comparativamente ao da rede
eléctrica pública em termos de gastos, destaca-se o facto de os sistemas fotovoltaicos terem vida
limitada, ou seja, o cliente destes não vai usá-los continuamente como o da rede eléctrica pública.

49
CAPÍTULO V
CONCLUSÃO
O estudo teve com objecto, os sistemas fotovoltaicos autónomos domiciliares. Tendo-se em conta
que o modelo energético actual do nosso país não cobre todas regiões e, as mais afectadas pela
falta de assistência pelas redes eléctricas nacionais (ou públicas) são as zonas rurais, estes
sistemas fotovoltaicos podem suprir necessidades energéticas dos residentes destes locais,
garantindo assim o desenvolvimento. Analisou-se a viabilidade de implementação de sistemas
fotovoltaicos autónomos domiciliares para a electrificação residencial em Maciene, onde
concluimos que:
 A aquisição dos equipamentos constituintes dos sistemas fotovoltaicos ainda pode
constituir um obstáculo para sua implementação devido ao seu custo, embora esteja
reduzindo nestes últimos anos. O mais importante, é que a implementação de sistemas
fotovoltaicos pode não ser da responsabilidade dos proprietários das residências, mas
sim, estes podem ser vistos como clientes, havendo assim um investidor privado. Em
outros casos estes sistemas podem ser implementados pelo governo de modo a acelerar o
processo de distribuição de energia eléctrica;
 Os sistemas fotovoltaicos autónomos domiciliares como fontes de geração de energia
eléctrica em regiões isoladas da REN, podem ser considerados viáveis quando são
levados em conta os aspectos de interesse que envolvem a sua implementação, incluindo a
finalidade da tal implementação, aspectos económicos e principalmente aspectos sociais;
 Aliado ao descrito nos pontos anteriores, pode se afirmar que quando se pensa ou se
planeja a implementação de sistemas fotovoltaicos para electrificação rural, este acto não
deve ser visto exclusivamente como fonte de geração de lucros, isto é, este tipo de
projectos deve ser visto sob uma outra perspectiva muito importante: “Electrificação
como um bem social”, que pode garantir o desenvolvimento de certas regiões e do país
em geral, pois o baixo consumo nestas zonas, o custo de baterias e a necessidade de sua
reposição ainda podem constituir um obstáculo á sua implementação.

50
CAPÍTULO VI
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BRAGA, P., Renata; Energia solar fotovoltáica: Fundamentos e aplicações; Brasil; 2008.
CHAMBULE, A., Jaime; Impacto socio – ambiental dos sistemas fotovoltáicos em Moçambique;
Moçambique – Maputo; 2010.
DA COSTA, W., Teixeira; Modelagem, estimação de parâmetros e método mppt para módulos
fotovoltaico; Brasil; 2010.
DE SOUSA, Rosiane; Análise da relação entre o consumo de energia eléctrica e variáveis
socioeconômicas; Brasil; 2010.
GITMAN, J.; Princípios da administração financeira; Brasil; 2010.
MARCONI, Marina; LAKATOS, M., Eva; fundamentos de metodologia científica; 5ª Edição;
Editora Atlas S.A; São Paulo; 2003.
MELO, Victor; ESTUDO DO COMPORTAMENTO DA RADIAÇÃO SOLAR NA REGIÃO SUL
DO SAVE; Moçambique – Maputo; 2003.
PINHO, T., João; GALDINO,A., Marco; MANUAL DE ENGENHARIA PARA SISTEMAS
FOTOVOLTÁICOS; Brasil – Rio de Janeiro; 2014.
TAMELE, Z., Basílio; Determinação da Radiação Solar em Moçambique pelo Método de Allen
para o Período 1975 – 2005; Moçambique – Maputo; 2007.
VAREJÃO – SILVA; METEOROLOGIA E CLIMATOLOGIA; Brasil; 2006.
VASCONCELOS, B. Vinicius; ESTUDO DE IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA DE
MICROGERAÇÃO DISTRIBUÍDA RESIDENCIAL; Brasil; 2013
VILLALVA, M. Gradella; GAZOLI, J. Rafael; Energia solar fotovoltaica conceitos e aplicações
– Sistemas isolados e conectados à rede; São Paulo; 2012.
Website 1: www.heliografo.png Acessado aos 26.09.2016, ás 13h:38’.
Website 2: www.leiautdicas.com/2016/01/3ocapitulo-associacao-de-paineis-solares/

51
APÊNDICES

52

53
APÊNDICE B
30A PWM Solar Carregador de Proteção Do Painel Controlador de Carga
Regulador 12 V/24 V DC
Descrição Básica
: 𝑶
á =
=
:
ê : = %
í :
𝑶 çã : á ; çã ó
Á á : 𝟔
Website: https://pt.aliexpress.com/item/30A-PWM-Solar-Panel-Protection-Charger-Charge-Controller-
Regulator-12V-24V-DC-Free-shippingFree-Shipping/32580105010.html

54

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