Neste artigo foi elaborado um estudo comparativo entre dois geradores eólicos de baixa potência aplicados à consumidores residenciais. Foi apresentado um breve histórico da evolução do uso do vento para geração de energia desde os primórdios até os dias atuais. Houve uma abordagem sobre o sistema eólico brasileiro, mostrando quais regiões são mais favoráveis para instalação de aerogeradores. Foram usados casos simulados exemplificando o uso da energia eólica em sistemas conectados diretamente à rede elétrica e levantados os custos da aquisição dos equipamentos. Os resultados apontaram que um gerador eólico que gera valores de potência elétrica próxima do consumo real da residência é atrativo, porém, o alto custo inicial do sistema desmotiva o consumidor a implantá-lo. 1. INTRODUÇÃO A busca por fontes de energia renováveis é um assunto que está cada vez mais em pauta das discussões sobre o futuro do parque energético do Brasil e do mundo. Isso porque estudos preveem o esgotamento dos combustíveis fósseis como carvão, petróleo e gás natural (ALMEIDA; SILVA, 2012). Uma das alternativas para o quadro elétrico brasileiro é a energia eólica. O potencial de desenvolvimento de energia eólica no Brasil é bastante considerável visto que, a geografia e relevo contribuem para implantação transporte e montagem de turbinas com alturas que vão de 30 à 80 metros (ALMEIDA; SILVA, 2012). 2 Tendo observado o cenário atual da energia eólica no Brasil, um estudo comparativo entre dois modelos de geradores de baixa potência aplicados à consumidores residenciais torna-se interessante, isso porque, o consumidor poderá escolher qual o equipamento que melhor atenda suas necessidades de consumo energético levando em consideração os custos de aquisição. O presente estudo também mostra como é feito o acesso ao sistema de geração distribuída da concessionária, permitindo que o consumidor conecte o gerador no conceito denominado grid tie (conexão direta na rede elétrica), possibilitando assim a transformação da energia gerada pelo gerador eólico em créditos energéticos. Esses créditos em quilowatts-hora, são usados no abatimento da fatura de energia da residência, contribuindo na redução significativa da conta de energia do imóvel.

1. ESTUDO COMPARATIVO ENTRE GERADORES EÓLICOS DE BAIXA POTÊNCIA
APLICADOS À CONSUMIDORES RESIDENCIAIS
ALUNO: ROGÉRIO PRESTES SANTOS LIMA
PROFESSOR: CHENG TE HUNG
ORIENTADOR
CURITIBA 2017
PÓS GRADUAÇÃO EM GESTÃO DA MANUTENÇÃO INDUSTRIAL

2. 2/31
ROTEIRO
• INTRODUÇÃO;
• HISTÓRICO DO USO DA ENERGIA EÓLICA;
• CENÁRIO DA ENERGIA EÓLICA NO MUNDO E NO BRASIL;
• ESTUDO COMPARATIVO ENTRE GERADORES EÓLICOS ;
• ANÁLISE DOS RESULTADOS;
• CONSIDERAÇÕES FINAIS.

3. 3/31
INTRODUÇÃO
O interesse no desenvolvimento do trabalho teve como base
questões discutidas na disciplina de Gestão e eficiência
energética na indústria.
Principais pontos considerados:
• Fontes renováveis
• Sustentabilidade;
• Favorecimento geográfico;
• Poucos estudos mostrando aplicações residenciais;
• Geração distribuída.

4. 4/31
HISTÓRICO DO USO DA ENERGIA EÓLICA
Existem relatos do uso da energia eólica na China e Japão
por volta de 2000 A.C. e na Babilônia por meados de 1700
A.C. e registros formais do uso dessa energia na Pérsia nos
anos de 200 A.C.
• A energia era usada basicamente para triturar grãos e
bombear água.
• No século 17 na Holanda para bombeamento.
• Declínio dos moinhos de vento com a revolução
industrial (vapor).

5. 5/31
• A adaptação do “cata vento” para geração de eletricidade
foi em 1888, quando Charles F. Bruch, construiu um
gerador eólico de 12kW em CC.
• A geração de grande porte iniciou-se na Rússia em 1931,
quando um gerador de 100kW em CA, foi conectado à
uma linha de 6,3kV de 30km.
• Atualmente as maiores máquinas possuem potências
entre 8 MW (Vestas) e 10MW (SeaTitan).

6. 6/31
O CENÁRIO DA ENERGIA EÓLICA NO MUNDO E NO
BRASIL
FONTE: ABEEólica (2015)
POTÊNCIA EÓLICA INSTALADA NOS 10 MAIORES PRODUTORES EM 2015

7. 7/31
FONTE: ABEEólica (2015)
10 PAÍSES QUE MAIS AUMENTARAM SUA CAPACIDADE EÓLICA EM GW NO
ANO DE 2015

8. 8/31
A energia eólica na matriz energética do Brasil em 2015
FONTE: BEN (2016)

9. 9/31
FONTE: AMARANTE (2001)
Potencial eólico do Brasil com ventos médios de 7m/s

10. 10/31
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE GERADORES EÓLICOS DE
BAIXA POTÊNCIA APLICADOS À CONSUMIDORES
RESIDENCIAIS
Por onde começar?
Analisar o local verificando dados estatísticos do vento. Mais
precisamente a média anual.
A cidade paranaense de Pinhais foi usada para exemplo.

11. 11/31
Análise da cidade de Pinhais para o caso hipotético
FONTE: KIN (2002)

12. 12/31
O acesso ao sistema de micro e mini microgeração
distribuída
O sistema será modelado conforme quesitos presentes na
Resolução Normativa Nº 482 da ANEEL de abril de 2012.
A normativa estabelece as condições gerais para o acesso de
microgeração e minigeração distribuídas ao sistema de
distribuição de energia elétrica.
Microgeração ≤ 75kW
Minigeração > 75kW

13. 13/31
Fluxograma de acesso conforme Resolução Normativa Nº
482 da Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL
FONTE: ANEEL

14. 14/31
Formulário de solicitação de acesso conforme Resolução
Normativa Nº 482 da ANEEL
FONTE: ANEEL

15. 15/31
Arranjo elétrico da instalação
FONTE: ANEEL
A ANEEL, mostra de forma geral, como deve ser feito o arranjo elétrico da instalação. Como a
cidade de Pinhais fica no estado do Paraná, os procedimentos específicos de conexão elétrica de
micro e minigeração devem feitos conforme a norma NTC905200 da concessionária local – COPEL.
A montagem específica pode ser vista à seguir:

16. 16/31
FONTE: COPEL (ADAPTADO)

17. 17/31
Dados considerados
• Casa de alvenaria com 70m² onde habitam 4 pessoas.
• Consumo médio anual 390,80kW/h – simulação por
software.
• Gasto médio mensal com energia elétrica R$252,23.
• Tarifa para consumidores residenciais categoria B1 =
R$0,64543 por kWh, sendo esse valor já
contabilizado com impostos ICMS e PIS/COFINS.

18. 18/31
Equipamentos que devem ser adquiridos
• Gerador eólico com pás na horizontal ou vertical;
• Torre de sustentação do gerador;
• Sistema regulador de carga conforme tipo de gerador;
• Sistema inversor de carga conforme tipo de gerador;
• Sistema de proteção do gerador (disjuntores, chaves
seccionadoras);
• Medidor de energia bidirecional conforme norma da
concessionária (ETC 4.15 COPEL);
• Caixa de passagem;
• Eletrodutos, painel elétrico, cabeamentos;
• Haste de aterramento.

19. 19/31
Dados dos geradores eólicos
FONTE: AUTORIA PRÓPRIA

20. 20/31
Dados do restante dos materiais e serviços
FONTE: AUTORIA PRÓPRIA

21. 21/31
Total dos custos
Para o gerador de geração estimada de 500 kWh:
Gerador+ torre+ materiais+ serviços+ 5% taxa manutenção*
40.000,00+ 15.000,00+ 1.210,20+ 967,31+ 2.810,51=
R$ 59,988,02 reais
Para o gerador de geração estimada de 305 kWh:
Gerador+ torre+ painel grid tie+ materiais+ serviços+ 5% taxa
manutenção*
14.000,00+ 12.400,00+ 2.850,00+ 1.210,20 + 967,31+ 1.523,01=
R$ 32,950,52 reais
*Para sistemas eólicos com contratos de +/-20 anos os custos com manutenção e peças
sobressalentes chegam a 5% no projeto (PATEL, 1999). A taxa de 5% foi calculada sobre o valor dos
materiais, geradores, torres e painel grid tie para o gerador de 305kWh. O gerador de 500 kWh não
necessita de painel grid tie, pois, possui essa tecnologia incorporada junto ao motor.

22. 22/31
O cálculo da fatura
A ANEEL, no caderno temático de micro e minigeração distribuída, mostra
como é feito o cálculo da fatura de energia. Independente do valor de
consumo e injetado para o cálculo usa-se sempre a diferença positiva. Os
créditos do mês corrente serão usados sempre no próximo mês.
FONTE: ANEEL
Os créditos energéticos são cumulativos e têm validade de 60 meses.

23. 23/31
O cálculo da fatura para geração estimada de 500 kWh
O consumo da residência foi distribuído em 12 meses tendo como base
simulações feitas por um software gerador de faturas da concessionária.
Fatura normal de janeiro
Fatura janeiro = (Consumo) x Tarifa energia
Fatura Janeiro = (325,28) x R$ 0,64543
Fatura Janeiro = R$ 209,95
Como a geração de janeiro superou
o consumo, teremos:
325,28kWh – 500kWh = 174,72kWh
em créditos que podem ser usados
quando a geração for inferior ao
consumo. Nesse mês a fatura será
a mínima de 50kWh conforme
resolução ANEEL nº 456/2000.

24. 24/31
O cálculo da fatura para geração estimada de 305 kWh
Fatura normal de janeiro
Fatura janeiro = (Consumo ) x Tarifa energia
Fatura Janeiro = (325,28) x R$ 0,64543
Fatura Janeiro = R$ 209,95
Como o consumo de janeiro superou a geração,
325,28kWh – 305kWh = 20,28kWh que é menor
que a fatura mínima de 50kWh, sendo assim, o
consumidor pagará o mínimo conforme resolução
ANEEL nº 456/2000.
Fatura de abril com GD
Fatura abril com GD= (413,23 – 305) x 0,64543
Fatura de abril com GD = 108,23 x 0,64543
Fatura de abril Com GD = R$ 69,85

25. 25/31
Retorno do investimento para geração estimada de 500kWh
RETORNO = CUSTO DO PROJETO/ECONOMIA ANUAL
Sendo assim:
RETORNO = 59.988,02 / 2.639,54 = 22,72 ANOS
RETORNO=CUSTO DO PROJETO/ECONOMIA ANUAL
Sendo assim:
RETORNO = 32.950,52 / 2.347,76 = 14,03 ANOS
Retorno do investimento para geração estimada de 305kWh

26. 26/31
ANÁLISE DOS RESULTADOS
Com o geração estimada de 500 kWh teremos um retorno em 22,72
anos. O gerador possui vida útil de aproximadamente 20 anos com baixo
custo de manutenção.
• Alto custo de aquisição;
• Gera muitos créditos que não são aproveitados pela residência.
Com o geração estimada de 305 kWh teremos um retorno em 14,03
anos. O gerador possui vida útil de aproximadamente 15 anos com baixo
custo de manutenção.
• Médio custo de aquisição;
• Não gerou créditos, mas a energia consumida é muito próxima da
gerada.
Quando se tem geração mais próxima do consumo, a tarifa de geração
distribuída tem valores mais atrativos, proporcionando maior economia
mensal.

27. 27/31
COSIDERAÇÕES FINAIS
Considerando os custos de forma geral, a energia
eólica gerada em pequena escala em residências
ainda é cara, entretanto, os cálculos apontaram que
mesmo sem créditos gerados, um gerador que
trabalha próximo da demanda da residência gera uma
boa economia mensal, mostrando assim sua
viabilidade.

28. 28/31
REFERÊNCIAS
ABEEÓLICA, Associação Brasileira de Energia Eólica, Boletin anual 2015, Disponível em:
<http://www.abeeolica.org.br/wp-content/uploads/2016/08/Abeeolica_BOLETIM-
2015_low.pdf> Acesso em: 20/10/2016
ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica – Resolução normativa nº 482, de 17 de abril de
2012. Disponível em: <http://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren2012482.pdf> Acesso em:
20/01/2017.
ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica – Resolução normativa nº 456, de 29 de
novembro de 2000. Disponível em: <
< http://www2.aneel.gov.br/cedoc/bres2000456.pdf> Acesso em: 20/01/2017.
ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica, PRODIST, Procedimento de distribuição Módulo
3. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/modulo-3> Acesso em: 20/01/2017.
ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica, Prognóstico do setor elétrico 2015-2018, XVI
Congresso Nacional dos Conselhos de Consumidores de Energia Elétrica, Brasília-DF, 2014.
Disponível em: <http://www2.aneel.gov.br/arquivos/ppt/Diretor_Pepitone.pptx> Acesso em:
20/01/2017

29. 29/31
ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica, Mini e microgeração distribuída, caderno
temático 2ª edição. Brasília-DF, 2016. Disponível em:
<http://www.aneel.gov.br/documents/656877/14913578/Caderno+tematico+Micro+e+Mini
gera%C3%A7%C3%A3o+Distribuida+-+2+edicao/716e8bb2-83b8-48e9-b4c8-a66d7f655161>
Acesso em 20/10/2016.
AMARANTE et al., Atlas do potencial eólico brasileiro, Brasília, 2001. Disponível em:<
http://www.cresesb.cepel.br/index.php?section=publicacoes&task=livro&cid=1>
Acesso em: 20/10/2016.
BEN - BALANÇO ENERGÉTICO NACIONAL, Relatório Síntese ano base 2015, EPE - Empresa de
pesquisa Energética, Rio de Janeiro, 2016. Disponível em:<
https://ben.epe.gov.br/BENRelatorioSintese.aspx?anoColeta=2016&anoFimColeta=2015>
Acesso em: 20/10/2016.
COPEL, Compania Paranaense de Energia, Software simulador de consumo. Disponível em:
<http://www.copel.com/hpcopel/simulador/index.htm> Acesso em: 20/10/2016.

30. 30/31
COPEL, Compania Paranaense de Energia, NTC905200 Norma Técnica, Acesso de micro e
minigeração distribuída ao sistema COPEL. Disponível em:
<http://www.copel.com/hpcopel/root/ntcarquivos.nsf/0342A62F50C68EC4032577F500
644B9A/$FILE/905100.pdf> Acesso em: 20/01/2017
DUTRA, R. M., Energia eólica – Princípios Tecnologias. CRESESB, Centro de referência
para Energia Solar e Eólica Sérgio Brito, 2008.
KIM, I. S. et al., Frequência e intensidade dos ventos no estado do Paraná, XXV
Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz do Iguaçu, Paraná, 2012.

31. 19
QUESTÕES?
FONTE: GREENPEACE