RELATÓRIO DE AVALIAÇÃO DE SISTEMA DE ENERGIA FOTO VOLTAICA
Setembro/2014
INTRODUÇÃO
Os constantesproblemasambientaiscausadospelautilizaçãode energiasnãorenováveisaliadosao
esgotamentodessasfontes...
Painéis sobre a Casa de geradores.
O sistemaoperaautomaticamente,iniciandoassimque onível de insolação sejasuficiente para...
Orientação das placas Ângulo
Irradiação solar diária média mensal [kWh/m2.dia]
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov...
Segundoasespecificaçõesdosmódulos,o conjuntode painéispode gerar2.16KW de pico,considerando 5
horas de sol pleno(sol alto,...
Para a construção da tabelaacimaalgumascondiçõesforam adotadas,sendoelas;
A quantidade - horas de sol plenofoi convenciona...
𝑅 =
𝑉𝐹 ⋅ 𝑖
[(1 + 𝑖) 𝑛 − 1]
; (1 + 𝑖) 𝑛 − 1 =
𝑉𝐹 ⋅ 𝑖
𝑅
𝐿𝑜𝑔(1 + 𝑖) 𝑛 = 𝐿𝑜𝑔(
𝑉𝐹 ⋅ 𝑖
𝑅
+ 1) ; 𝑛 ⋅ 𝐿𝑜𝑔(1 + 𝑖) = 𝐿𝑜𝑔(
𝑉𝐹 ⋅ 𝑖
𝑅
+...
Com osdados inseridosemumaplanilhaeletrônica,utilizandoapenasataxade juros efetivaparaoscálculos
obtemos a tabela e o gráf...
No Aeroportode Congonhasexistemalgunssistemasde monitoramentoe vigilânciaque operamcom
painéissolarese baterias (sistemaOf...
O custo total, considerando ovalorde referênciade R$9000,00 / kWp (umvalormédio para aquisiçãoe
instalaçãode sistemasGridT...
Calculo com planilha eletrônica
A metodologia de calculo adotada foi de corrigir os pagamentos a uma taxa de juros fixos a...
fizemos uma simulação apenas com a planilha do programa Excel, onde podemos adicionar o custo extra de
manutenção a cada a...
E mostrar Infraero como uma empresa preocupada com a busca por alternativas sustentáveis é um grande
benefício,dopontode v...
dos sistemas atuais, que serão fatores que implicarão em maiores facilidades para popularização de novas
instalações.
Numf...
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

Avaliação de sistema de energia foto voltaica versão alfa

275 visualizações

Publicada em

estudo sobre viabilidade de sistemas fotovoltaicos acoplados a rede elétrica comercial

Publicada em: Engenharia
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Avaliação de sistema de energia foto voltaica versão alfa

  1. 1. RELATÓRIO DE AVALIAÇÃO DE SISTEMA DE ENERGIA FOTO VOLTAICA Setembro/2014
  2. 2. INTRODUÇÃO Os constantesproblemasambientaiscausadospelautilizaçãode energiasnãorenováveisaliadosao esgotamentodessasfontes,têmdespertadoointeressepelautilizaçãode fontesalternativasde energia. Desde oinício doséculoXX,o mundotemsofridocom a exploraçãode seusrecursosnaturais,coma poluiçãodaatmosferae com a degradaçãodosolo.O petróleo,porexemplo,consideradoumafonte tradicionalde energia,foi tãocontinuamenteextraídoque seuspoçosjácomeçama se esgotar,poucomenosde 100 anosapós o iníciode sua utilizaçãoefetiva.Ocarvão,um recursoaindamaisantigo,tambémé consideradoesgotável.A energia nuclear,damesmaforma,nos alertapara o perigodosresíduosradioativos.Ousodas fontestradicionaistraçasua trajetóriaaodeclínio,nãosó pelasuacaracterística efêmera,masporque é umaameaça ao meioambiente. O uso de fontesrenováveisde energiadeve aumentarnaspróximasdécadas,ajudandoadiminuira dependênciaglobal de combustíveisfósseise aconsequente emissãode gasesdoefeitoestufa. Cada mil Watts (kW),geradoporusinaalimentadacomgás natural emite 420g de CO2,e usinasmovidasa óleogeram755g de CO2 por kW. A energiasolaré uma boaopção na busca por alternativasmenosagressivasaomeioambiente, poisconsiste numafonte energéticarenovável e limpa(nãoemite poluente). A radiaçãosolar pode serutilizadadiretamentecomofonte de energiatérmica,paraaquecimentode fluidos e ambientese parageraçãode potênciamecânicaouelétrica.Pode ainda serconvertidadiretamente emenergia elétrica,pormeiode efeitossobre determinadosmateriais,entre osquaisse destacamotermoelétricoe o fotovoltaico. O Sol é a maiorfonte de energiaparaa Terra, tantocomo fonte de luzquantode calor, e nos últimosanos tambémcomofonte de energiaelétrica.Estima-se que aenergiairradiadapeloSol que chegaaTerra sejada ordem de 4 x 1012 GWh por dia,issoequivaleamil vezesoconsumomundial de energia nosúltimos100 anos. “Nos últimos 10 anos, a tecnologia fotovoltaica tem mostrado potencial para se tornar uma importante fonte de geração de energia para o mundo – com um crescimento robusto e contínuo mesmo em tempos de crise financeira e econômica. Espera-se que esse crescimento continue nos próximos anos, na medida em que a conscientização mundial a respeito das vantagens da energia fotovoltaica cresce. No final de 2009, a capacidade instalada acumulada de sistemas fotovoltaicos era de aproximadamente 23 GW. Um ano depois era de 40 GW. Em 2011, mais de 69 GW estavam instalados no mundo, podendo produzir 85 TWh de eletricidade a cada ano. Esse volume de energia é suficiente para abastecer a necessidade anual de mais de 20 milhões de domicílios.” (EPIA – Global Market Outlook for Photovoltaics until 2016 – maio de 2012, p. 11.) Atualmente ademandapelousode energiasrenováveisestáexpandindorapidamente,principalmentepor questõesambientais,infelizmente ocustodossistemasnãoteve aindaumaredução significativa,que permitao uso intensivodesse tipode energia. AVALIAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO Esse trabalhovisaavaliara operaçãoe a viabilidade econômicado sistemade geraçãode energia fotovoltaicainstaladoàAvenidaJurandirpróximoaonúmero856, no ladoleste doaeroporto de Congonhas. O sistemainstaladoemoutubrode 2012 é formadopor nove painéisfotovoltaicosfabricadospela Suntech modeloPluto240Wde com eficiênciade 14,5%, e potênciade pico de 240Wp. Ospainéisestãomontadosnotelhado da sala de GeradoresDiesel, ligadosemsérie,totalizandoapotenciade 2160Wp (potenciade pico), e conectadosa um inversorde 2500W, modeloSunnyBoy2500 da empresaSMA que fornece aenergiadiretamente àrede interna de energia. A área total dospainéis é de aproximadamente treze metrosquadrados (9x 1,46m2) e o custo total da instalaçãofoi de R$ 20.183.86. O Inversorinterativo é acopladoaduasfases(220VAC),darede de energiade baixa tensãoda concessionáriaAES-Eletropaulo.
  3. 3. Painéis sobre a Casa de geradores. O sistemaoperaautomaticamente,iniciandoassimque onível de insolação sejasuficiente paraacionaros painéis,e desligandoquandoo diaescurece,é dotadode todasas proteçõesnecessáriasparaatenderaosrequisitos do Módulo3 doPRODIST para ligaçãoemparalelocoma rede de energia,e o inversorse desconecta automaticamente emcasode faltade energiaconvencional. Inversor SMA 2500W e quadro de interligação. Conforme dadosmeteorológicos,ainsolaçãonaregiãovariade 8 a 12 horasdia e a médiade insolaçãoplena é de 5 horas. A instalaçãodasplacas coletorasfoi feita coma inclinaçãode cercade 23°, equivalentealatitude do local, e a orientaçãoé paralelaàpistade pouso auxiliarnadireçãoNorte-Noroeste umpoucodeslocadadaideal que seriao Norte. Com as informaçõesgeográficasdalocalidadee utilizandoumcalculadorde ângulode inclinaçãox irradiação obtivemososseguintesdados: Cálculo no Plano Inclinado Estação: São Paulo Município: São Paulo, SP Latitude: 23,5° S Longitude: 46,637421° O Distância do ponto de ref.(23,5° S; 46,5° O):14,0 km
  4. 4. Orientação das placas Ângulo Irradiação solar diária média mensal [kWh/m2.dia] Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Média Plano Horizontal 0° N 4,50 5,00 4,06 3,61 3,19 2,94 3,22 3,72 3,75 4,03 5,00 4,53 3,96 Ângulo igual a latitude 24° N 4,10 4,76 4,15 4,04 3,91 3,78 4,09 4,36 3,95 3,92 4,58 4,08 4,14 Maior média anual 21° N 4,17 4,82 4,16 4,01 3,84 3,70 4,00 4,31 3,95 3,96 4,66 4,16 4,15 Maior mínimo mensal 28° N 3,99 4,67 4,11 4,06 3,98 3,87 4,18 4,41 3,94 3,86 4,47 3,96 4,13 Calculode irradiação,fonte CRESESB Devidoaopequenodesvionaorientaçãoemrelação ao Norte osvaloresreaisserãoligeiramenteinferiores aos dadosda linhareferentea24°, masissonão é problemaemvistade muitasoutrasvariáveisque influenciama eficiênciareal dosistema. O gráficoabaixodemonstraainfluenciadoângulode inclinaçãonapotencia absorvidapelospainéis Irradiação incidente no local - Fonte CRESESB Aqui ummapa com dadosde horasde insolaçãomédiaanual parao estadode São Paulo. Com osdados obtidose utilizandoa área total do painel fotovoltaicode 13m2 ,calculamosa potencia máximadisponível. Médiade energiasolardiáriaparaa cidade de São Pauloé 4,14 kWh m2 dia, Áreade captação 13m2 Potenciamáximaincidente nas placas≅54kWhp dia.
  5. 5. Segundoasespecificaçõesdosmódulos,o conjuntode painéispode gerar2.16KW de pico,considerando 5 horas de sol pleno(sol alto, céusemnuvens, atmosferasempoluiçãoe painéislimpos),incidindonospainéis, teremospordiauma geração estimadade: Pd = 2,16kWp x 5h = 10,8kWhp. MultiplicandopelorendimentodosconversoresCC/CA (inversores); 10,8 * 0,95 = 10.2 kWhp # Pm - Potenciamensal =30 x Pd = 30 x 10,2 = 305kWhp #Os painéistêm seusdadosbaseadosemumaincidênciapadrãode 1kWh/m2 . A razão entre o valorde picoda geração e o valormédiovariaconforme ohorário,condiçõesdoclimae da superfície dasplacas,da eficiênciadosinversoresetc.Sistemascomplacasfixasapresentam osvaloresreais entre 50 e 80% dos cálculosteóricos.Ossistemascomdispositivosde rastreamentomonooubidirecional,paraseguiro movimentodosol podemelevarapotenciaem23% e 28% respectivamente. Em nossoestudo adotaremosovalorde 70%. Pm’= 305kWhp x 70 %= 213kWh mês. Para o estudoforamrealizadasleituras dapotenciageradamensalmente comamaiorregularidade possível, e nosmesesonde nãofoi possível aleitura,ouo intervalonãofoi de 30 diasos dadosforam interpoladosparao ajuste. Asmediçõesforamrealizadasde formamanual através daleituradodisplayde cristal liquidodomódulo inversorSMA 2500, conforme fotografiaabaixo. O sistema entrou em operação no dia 04/10/2012 e foi monitorado mensalmente para aquisição de um banco de dados sobre seu funcionamento. Os dados foramcoletadosdesde outubrode 2012, masnesse trabalho foramprocessados noperíodode 12 mesesconforme podemos vernatabelaabaixo; A metodologiade cálculoadotadafoi de corrigiros pagamentosauma taxa de jurosfixosaté o períodode vidados painéis,nomelhorcaso 25 à 30 anos.
  6. 6. Para a construção da tabelaacimaalgumascondiçõesforam adotadas,sendoelas; A quantidade - horas de sol plenofoi convencionadacomo ametade de - horas dia. O valor- horas dia foi obtidopelaquantidade de horasregistradamensalmente noinversor - horas,dividida pelonumerode diasdomês - dias. A geraçãodiáriamédiakW é a potenciaregistradapormês kWh,divididapelototal de horas registradasno mês– horas. A potenciade picogeradakWp é a potenciadiáriakWhdiadivididaporhoras de sol pleno. % de geração é referenteàmáximapotenciadeclaradadoconjunto (2,16kWp). $ kWhmês é calculadocomo a tarifamédiavezesapotenciamensal gerada kWh. A partirdos dadostabuladospodemosverificarque osvaloresreais variamentre 46% e 75% do valor calculado,tal variaçãoé devidaprincipalmente ascondiçõesatmosféricas,masproblemaselétricos podemter provocado desligamentosindevidos,deixandoosistemainoperante portempoindeterminado. O valorda tarifa consideradoé amédiaanual retiradadascontas de energiaconsumidaemMT média tensão(classe A4), correspondendo aR$ 0,27, caso a instalaçãofosse tarifadaembaixatensão(classeB1),ovalorda tarifamédiaseriaR$ 0,34 (valoresjádescontandoaretençãolegal). Considerandoosdadosdatabelaverificamosque osistema pôde forneceraté 75% da capacidade máxima calculada,valoresse muitosatisfatório,considerandoque acidade de São Paulo,nãoé famosaporseusdias ensolarados e adensidade de poluiçãonoar emcertos períodos é muitoelevada. ANÁLISE DO TEMPO DE RETORNO DO INVESTIMENTO. O Retorno do investimento foi calculado considerando-se o preço médio de energia em estrutura tarifária de média tensão A4 horo-sazonal azul, e tensão nominal de 13,2 kV. Foram adotados três metodologias de calculo de retorno de investimento ROI, sendo elas; 1 – Calculo de pagamentos com série uniforme 2 – Calculo com a função NPER do Microsoft EXCEL™. 3 – Calculado em planilha eletrônica O cálculo de payback para essa instalação, foi realizado considerando-se o uma taxa de juros efetivos, já descontados o valor da inflação. Esse valor descontado será 0,5% ao ano, similar a uma aplicação em caderneta de poupança. Calculo por série uniforme de pagamentos. Consideramosuma geração fotovoltaica de 210 kWh/mês a um preço médio de energia de 0,27 R$/kWh (base 08/14), já com os incentivos inclusos neste valor, tem-se uma economia média de R$ 56,37 por mês. Esse valor é equivalente ao de uma residência modesta. O cálculo de payback do investimento considera a aplicação do montante inicial amortizado por pagamentos periódicos e a uma taxa de juros constante. Para o tempo de retorno do investimento foi utilizado o cálculo de série uniforme de pagamentos:
  7. 7. 𝑅 = 𝑉𝐹 ⋅ 𝑖 [(1 + 𝑖) 𝑛 − 1] ; (1 + 𝑖) 𝑛 − 1 = 𝑉𝐹 ⋅ 𝑖 𝑅 𝐿𝑜𝑔(1 + 𝑖) 𝑛 = 𝐿𝑜𝑔( 𝑉𝐹 ⋅ 𝑖 𝑅 + 1) ; 𝑛 ⋅ 𝐿𝑜𝑔(1 + 𝑖) = 𝐿𝑜𝑔( 𝑉𝐹 ⋅ 𝑖 𝑅 + 1) 𝑛 = 𝐿𝑜𝑔( 𝑉𝐹 ⋅ 𝑖 𝑅 + 1) 𝐿𝑜𝑔(1 + 𝑖) R = é o valormédiodoaporte anual,o valoreconomizado anualmente,é R$676,43. VF= é o capital investido,que nocasoé R$ 20.181,83, custode implantaçãodosistemafotovoltaico. n = tempo,aser calculadoem anos. i= Taxa de jurosefetiva,adotamoscomoreferenciaadiferençaentre ataxade jurosoficial menosainflação. Utilizamosataxa médiade 6,5% e a inflaçãode 6%,obtendo a taxade jurosefetivade 0,5% ao ano. Assim,encontramososeguinte valorparan; 𝑛 = 𝐿𝑜𝑔( 20181,83 ⋅ 0,005 676,43 + 1) 𝐿𝑜𝑔(1,005) n = 25,8 anos. O tempode retornode aproximadamente26 anos,foi calculado, sem considerar os custos de manutenção. Calculo do tempo de retorno de investimento com o NPER do EXCEL ™. A planilhaeletrônicaEXCELda Microsoft ™, temuma funçãoadequada à estimação de tempo de retorno de investimento similar ao método da série uniforme de pagamentos, é a função NPER. A sintaxe da função é NPER = (i:R;Vp;0;1) Sendo; i = a taxa de juros efetiva no período 0,5% ao ano; R = o pagamento anual R$ 676,43; Vp = O investimento principal R$ 20.181,83. Os dois últimos parâmetros são fixos para essa aplicação. Inserindo os dados na planilha obtemos; NPER = (0,005;676,43;20181,8;0;1) O programa retorna 25,7 anos. Calculo com planilha eletrônica
  8. 8. Com osdados inseridosemumaplanilhaeletrônica,utilizandoapenasataxade juros efetivaparaoscálculos obtemos a tabela e o gráfico abaixo; Tabela de tempo de retorno. Gráfico de tempo de retorno. O valordo tempode retornocalculadofoi de 26 anos. A partir das três metodologias obtivemos a média de 25,8 anos Consideramos o retorno de investimento em 25 anos, como uma vida útil dos painéis também é da ordem de 25 anos (para uma perda de potencia de 20%), e que os fornecedores oferecem garantia de 15 a 20 anos, do ponto de vista econômico o sistema foto voltaico de pequena potencia em instalações atendidas pela rede de energia convencional é inviável. O uso da energiasolarparaconversãoemenergiaelétricatem maiorvantagemparainstalaçõesque não dispõemde redesde energiacomercial.Nessescasosossistemasisoladosouoff gridsãoa melhoropção,poiso operamcom os painéisfornecendoenergiaparabateriase daí para inversores.Quandoainsolaçãoé insuficiente,as bateriasfornecem acorrente aosinversoresque alimentamascargasda instalação seminterrupção. Anos Fluxo de Caixa Pagamento + Juros Manutenção anual Saldo Pagamentos Acumulados 1 20.181,83-R$ -R$ -R$ -R$ -R$ 2 19.443,32-R$ 738,51R$ -R$ 738,51R$ 738,51R$ 3 18.701,10-R$ 742,21R$ -R$ 742,21R$ 1.480,73R$ 4 17.955,17-R$ 745,93R$ -R$ 745,93R$ 2.226,66R$ 5 17.205,50-R$ 749,67R$ -R$ 749,67R$ 2.976,33R$ 6 16.452,08-R$ 753,42R$ -R$ 753,42R$ 3.729,75R$ 7 15.694,88-R$ 757,20R$ -R$ 757,20R$ 4.486,95R$ 8 14.933,88-R$ 760,99R$ -R$ 760,99R$ 5.247,95R$ 9 14.169,08-R$ 764,81R$ -R$ 764,81R$ 6.012,75R$ 10 13.400,44-R$ 768,64R$ -R$ 768,64R$ 6.781,39R$ 11 12.627,95-R$ 772,49R$ -R$ 772,49R$ 7.553,88R$ 12 11.851,59-R$ 776,36R$ -R$ 776,36R$ 8.330,24R$ 13 11.071,35-R$ 780,25R$ -R$ 780,25R$ 9.110,48R$ 14 10.287,19-R$ 784,16R$ -R$ 784,16R$ 9.894,64R$ 15 9.499,10-R$ 788,09R$ -R$ 788,09R$ 10.682,73R$ 16 8.707,07-R$ 792,03R$ -R$ 792,03R$ 11.474,76R$ 17 7.911,07-R$ 796,00R$ -R$ 796,00R$ 12.270,76R$ 18 7.111,08-R$ 799,99R$ -R$ 799,99R$ 13.070,75R$ 19 6.307,08-R$ 804,00R$ -R$ 804,00R$ 13.874,75R$ 20 5.499,05-R$ 808,03R$ -R$ 808,03R$ 14.682,78R$ 21 4.686,98-R$ 812,07R$ -R$ 812,07R$ 15.494,85R$ 22 3.870,84-R$ 816,14R$ -R$ 816,14R$ 16.310,99R$ 23 3.050,61-R$ 820,23R$ -R$ 820,23R$ 17.131,22R$ 24 2.226,26-R$ 824,34R$ -R$ 824,34R$ 17.955,57R$ 25 1.397,79-R$ 828,47R$ -R$ 828,47R$ 18.784,04R$ 26 565,17-R$ 832,62R$ -R$ 832,62R$ 19.616,66R$ 27 271,62R$ 836,79R$ -R$ 836,79R$ 20.453,45R$ 28 1.112,61R$ 840,99R$ -R$ 840,99R$ 21.294,44R$ 29 1.957,80R$ 845,20R$ -R$ 845,20R$ 22.139,63R$ 30 2.807,24R$ 849,43R$ -R$ 849,43R$ 22.989,07R$
  9. 9. No Aeroportode Congonhasexistemalgunssistemasde monitoramentoe vigilânciaque operamcom painéissolarese baterias (sistemaOff Grid),massãosistemaspequenosdaordemde 200Wp para manter apenas sistemasde alarme emfuncionamento.Aindaassim,nessescasosaeconomiaeminstalaçãode cabos,quadros elétricos,obrascivise materiaisé significativa. Um sistemas assimestásendoutilizadopelaPrefeituradoRiode Janeiro,numprojetode usara energiafoto voltaicaemdez parquesmunicipaiscom áreasprotegidaschamadosPNM(Parque Natural Municipal).Nesse projeto, osparquesque possuemumasede de operações,irão receberumsistemafotovoltaicoGridOff ouGridTie dependendodasituaçãogeográfica,paraatenderaosescritóriose instalaçõesoperacionais. (fonte SMAC/RJ – SecretariaMunicipal de MeioAmbientedaCidade do Riode Janeiro). AVALIAÇÃO PARA UM SISTEMA DE PORTE COMERCIAL Com base na experiência obtida no acompanhamento do sistema de baixa potencia, iniciamos um estudo simplificado paraavaliaçãodaviabilidade econômica de instalação de umsistemacompotenciade 200kWp formado por 840 painéis de 240Wp divididos entre vinte e um inversores de 10kW. Cada inversor será conectado a um conjunto de quarenta painéis na topologia de série e paralelo conforme figura abaixo. Topologia do sistema com potencia final 840 x 240Wp = 201,6kW A área total ocupada de aproximadamente 1400m2 , e interligado ao barramento de baixa tensão da subestação de energia. Considerandoascondições mais favoráveis, a potência efetiva do sistema fotovoltaico será de 60 a 80% da geração total de pico,isso considerando 5horas diáriasde sol pleno, conforme verificamos na avaliação do sistema instalado. Com isso teremos; Potenciadiária- Pd - 201,6kWp x 5h = 1008kWhp. Potenciamensal - Pm= 30 x Pd = 1008 x 30 = 30,2MWhp Adotaremosovalorde 70,0% de capacidade de geração efetiva. Potenciaeficazmensal - Pm’= 30,2kWhp x 70 % = 21,15MWh mês. Com o valorde R$0,27 de tarifamédia,a economia previstaseriade; 21.150kWh x R$0,27 = R$5700,00 mensais ouR$68500,00 ao ano. O custo inicial estariaentre 7a 12 mil reaispor kWpe um custode manutençãoanual de R$ 200,00 até R$ 1000,00.
  10. 10. O custo total, considerando ovalorde referênciade R$9000,00 / kWp (umvalormédio para aquisiçãoe instalaçãode sistemasGridTie dessapotencia) ,seráde; 201,60 x R$9000,00 = R$1.814.400,00 aproximadamente. Para um investimentodesse valor,ataxa de juros chegariaa valoresbemmaisatrativos,adotamosumvalor médiode 5% ao ano jádescontadoo valorda inflação. Com issopodemoscalcularoretornodo investimentoseguindoamesmametodologiaadotada anteriormente. 𝒏 = 𝐿𝑜𝑔( 𝑉𝐹⋅𝑖 𝑅 +1) 𝐿𝑜𝑔(1+𝑖) R = é o valordo aporte,ovalor economizadotodo ano,que nocaso é R$ 68500,00. VF= é o capital investido,que nocasoé R$1.814.400,00, custo de implantaçãodosistemafotovoltaico. n = tempo,a sercalculadoem anos. i= Taxa de juros efetivadescontandoainflação,que estamosutilizando 5% ao ano. Realizandoocálculo obtemos; 𝒏 = 𝐿𝑜𝑔( 1814400 . 0,05 68500 + 1) 𝐿𝑜𝑔(1,05) n = 17,3 anos. Para confirmaçãoutilizamosmaisdoismétodosde calculo,sendoeles; Calculo com a função NPER do Microsoft EXCEL™. Calculador em planilha eletrônica do Excel. Calculo do tempo de retorno de investimento com o NPER do programa EXCEL ™. A planilhaeletrônicaEXCELda Microsoft ™, temuma funçãoadequada à estimação de tempo de retorno de investimento similar ao método da série uniforme de pagamentos, é a função NPER. A sintaxe da função é NPER = (i:R;Vp;0;1), Sendo; i = a taxa de juros no período (5%); R = pagamento anual (R$ 68500,00); Vp = O investimento principal (R$ 1814400,00). Os dois últimos parâmetros são fixos para essa aplicação. Inserindo os dados na Função obtemos; NPER = (0,05;68500;1814400;0;1) O programa retorna 16,7 anos.
  11. 11. Calculo com planilha eletrônica A metodologia de calculo adotada foi de corrigir os pagamentos a uma taxa de juros fixos até o período de vida dos painéis, no caso 25 anos. Com os dados inseridos em uma planilha eletrônica, utilizando apenas a taxa de juros para os cálculos obtemos a tabela e o gráfico abaixo; Tabela de tempo de retorno programa Excel Gráfico de tempo de retorno Programa Excel O valor do tempo de retorno calculado foi de 18 anos. A partir das três metodologias obtivemos a média de 17 anos Todos os cálculos acima não levaram em consideração os custos de manutenção e operação, que num sistema desse porte pode chegar a milhares de reais por ano. Para avaliar o impacto do custo da manutenção, Anos Fluxo de Caixa Pagamento + Juros Manutenção anual Saldo Pagamentos Acumulados 1 1.814.400,00-R$ -R$ -R$ -R$ -R$ 2 1.742.385,78-R$ 72.014,22R$ -R$ 72.014,22R$ 72.014,22R$ 3 1.666.770,13-R$ 75.615,65R$ -R$ 75.615,65R$ 147.629,87R$ 4 1.587.372,93-R$ 79.397,19R$ -R$ 79.397,19R$ 227.027,07R$ 5 1.504.005,09-R$ 83.367,85R$ -R$ 83.367,85R$ 310.394,91R$ 6 1.416.468,02-R$ 87.537,07R$ -R$ 87.537,07R$ 397.931,98R$ 7 1.324.553,22-R$ 91.914,80R$ -R$ 91.914,80R$ 489.846,78R$ 8 1.228.041,76-R$ 96.511,46R$ -R$ 96.511,46R$ 586.358,24R$ 9 1.126.703,76-R$ 101.338,00R$ -R$ 101.338,00R$ 687.696,24R$ 10 1.020.297,85-R$ 106.405,91R$ -R$ 106.405,91R$ 794.102,15R$ 11 908.570,58-R$ 111.727,27R$ -R$ 111.727,27R$ 905.829,42R$ 12 791.255,83-R$ 117.314,75R$ -R$ 117.314,75R$ 1.023.144,17R$ 13 668.074,16-R$ 123.181,66R$ -R$ 123.181,66R$ 1.146.325,84R$ 14 538.732,19-R$ 129.341,98R$ -R$ 129.341,98R$ 1.275.667,81R$ 15 402.921,82-R$ 135.810,37R$ -R$ 135.810,37R$ 1.411.478,18R$ 16 260.319,57-R$ 142.602,25R$ -R$ 142.602,25R$ 1.554.080,43R$ 17 110.585,79-R$ 149.733,78R$ -R$ 149.733,78R$ 1.703.814,21R$ 18 46.636,18R$ 157.221,97R$ -R$ 157.221,97R$ 1.861.036,18R$ 19 211.720,82R$ 165.084,64R$ -R$ 165.084,64R$ 2.026.120,82R$ 20 385.061,35R$ 173.340,52R$ -R$ 173.340,52R$ 2.199.461,35R$ 21 567.070,63R$ 182.009,28R$ -R$ 182.009,28R$ 2.381.470,63R$ 22 758.182,20R$ 191.111,57R$ -R$ 191.111,57R$ 2.572.582,20R$ 23 958.851,26R$ 200.669,06R$ -R$ 200.669,06R$ 2.773.251,26R$ 24 1.169.555,77R$ 210.704,52R$ -R$ 210.704,52R$ 2.983.955,77R$ 25 1.390.797,62R$ 221.241,85R$ -R$ 221.241,85R$ 3.205.197,62R$
  12. 12. fizemos uma simulação apenas com a planilha do programa Excel, onde podemos adicionar o custo extra de manutenção a cada ano, além de promover também a atualização desses custos segundo a taxa de juros. Os resultadossãoapresentadosconsiderandoumcustode manutenção e operação de R$500,00 por mês ou R$6.000,00 ao ano. Nessa simulação o tempo de retorno subiu para 21 anos. Assim do ponto de vista econômico o sistema foto voltaico de média potencia também é considerado inviável. Mesmocom os ganhosambientais,sistemasde porte pequenoe médio aindasãoeconomicamente inviáveis eminstalaçõesconectadasàrede elétricaconvencional. Para obtermostempos de retornoequivalentesa12 anos oumenos (ousejametade davidaútil dos painéis),teríamosde utilizarsistemasde grande porte, acimade 1000kWp, onde o preço por Wp é da ordemde R$ 5,00 até R$ 8,00. Entretantosistemasdessamagnitude exigemgrandesáreasde captaçãoe esses espaços são inviáveisemmuitasinstalaçõesaeroportuárias. CONCLUSÕES. Devidoao tempo de retorno deste investimento da ordem de 17 anos aliado a uma expectativa de vida de 25 anos (comnotável quedanaproduçãomáxima),consideramos que, do ponto de vista econômico não é um bom investimento utilizar sistemas fotovoltaicos em instalações diretamente ligadas à rede convencional. Com a evoluçãodalegislação, tornandopossível obterincentivos naprodução de energia fotovoltaica e não apenas o simples abatimento nas contas (resoluções Aneel 481, 482 e 517), e também a redução dos preços dos painéis e conversores. Nos próximos dez anos esses sistemas deverão se tornar viáveis e até rentáveis. Também é notório o problema crescente na geração convencional, ora por falta de investimentos para ampliação, ora por causa de condições adversas do clima como está ocorrendo hoje em dia por falta de chuvas em boa parte da região sudeste. Paraminimizaresseimpacto,deve ser priorizado a diversificação da matriz energética existente e o incentivo ao uso de energias alternativas. Anos Fluxo de Caixa Pagamento + Juros Manutenção anual Saldo Pagamentos Acumulados 1 2.081.447,05-R$ -R$ -R$ -R$ -R$ 2 2.015.432,83-R$ 72.014,22R$ 6.000,00R$ 66.014,22R$ 66.014,22R$ 3 1.946.117,24-R$ 75.615,65R$ 6.300,06R$ 69.315,59R$ 135.329,81R$ 4 1.873.335,17-R$ 79.397,19R$ 6.615,13R$ 72.782,07R$ 208.111,88R$ 5 1.796.913,28-R$ 83.367,85R$ 6.945,95R$ 76.421,90R$ 284.533,78R$ 6 1.716.669,52-R$ 87.537,07R$ 7.293,32R$ 80.243,76R$ 364.777,53R$ 7 1.632.412,77-R$ 91.914,80R$ 7.658,05R$ 84.256,75R$ 449.034,28R$ 8 1.543.942,35-R$ 96.511,46R$ 8.041,03R$ 88.470,43R$ 537.504,71R$ 9 1.451.047,51-R$ 101.338,00R$ 8.443,17R$ 92.894,83R$ 630.399,54R$ 10 1.353.507,01-R$ 106.405,91R$ 8.865,41R$ 97.540,50R$ 727.940,04R$ 11 1.251.088,51-R$ 111.727,27R$ 9.308,77R$ 102.418,50R$ 830.358,54R$ 12 1.143.548,06-R$ 117.314,75R$ 9.774,30R$ 107.540,45R$ 937.899,00R$ 13 1.030.629,51-R$ 123.181,66R$ 10.263,11R$ 112.918,55R$ 1.050.817,55R$ 14 912.063,90-R$ 129.341,98R$ 10.776,37R$ 118.565,61R$ 1.169.383,16R$ 15 787.568,82-R$ 135.810,37R$ 11.315,30R$ 124.495,07R$ 1.293.878,23R$ 16 656.847,75-R$ 142.602,25R$ 11.881,17R$ 130.721,07R$ 1.424.599,30R$ 17 519.589,32-R$ 149.733,78R$ 12.475,35R$ 137.258,43R$ 1.561.857,73R$ 18 375.466,59-R$ 157.221,97R$ 13.099,24R$ 144.122,73R$ 1.705.980,46R$ 19 224.136,29-R$ 165.084,64R$ 13.754,34R$ 151.330,30R$ 1.857.310,77R$ 20 65.237,95-R$ 173.340,52R$ 14.442,19R$ 158.898,33R$ 2.016.209,10R$ 21 101.606,88R$ 182.009,28R$ 15.164,44R$ 166.844,84R$ 2.183.053,94R$ 22 276.795,63R$ 191.111,57R$ 15.922,82R$ 175.188,75R$ 2.358.242,69R$ 23 460.745,57R$ 200.669,06R$ 16.719,12R$ 183.949,94R$ 2.542.192,63R$ 24 653.894,85R$ 210.704,52R$ 17.555,24R$ 193.149,28R$ 2.735.341,90R$ 25 856.703,52R$ 221.241,85R$ 18.433,18R$ 202.808,67R$ 2.938.150,57R$
  13. 13. E mostrar Infraero como uma empresa preocupada com a busca por alternativas sustentáveis é um grande benefício,dopontode vistadaimagemda empresa os ganhos promocionais podem minimizar o tempo de retorno de investimento. O custo ainda é elevado para a instalação de geradores foto voltaicos ligados a rede de distribuição com potenciasabaixode 500kWp, principalmenteemáreasmetropolitanas.Jáemsistemasisoladosde pequenoe médio porte essescustossãoabsorvidosfrente aosinvestimentos necessários para se ampliar ou estender um sistema de distribuição convencional até o local da instalação. Nos sítios aeroportuários, essa proposta de utilização de sistemas autônomos pode ser levada a pontos remotos de monitoração de vídeo segurança, equipamentos de auxílio a navegação aérea, guaritas e postos de inspeção,hangarese abrigosprovisórios,pequenossistemasde bombeamentode água, quadras poliesportivas etc. A economia com a construção e manutenção de redes de distribuição viabilizaria esse tipo de energia. Já para os sistemasde maiorpotencia(maiorque 1MWp conforme ResoluçãoAneel 517), o custo/benefício e o retorno são mais atrativos, mas exigem grandes áreas de captação, da ordem de 10.000 m2 , que é difícil de conseguir em muitos aeroportos, sem contar com a possibilidade de ofuscamento da visão dos pilotos durante operaçõesde pouso.Nesse ponto,váriosautoresafirmamnãohaverproblema devido à baixa reflexão dos painéis, mas no caso específico de Congonhas, o posicionamento das edificações, a pequena distância das edificações das pistas de pouso e decolagem, o alinhamento dessas, muito próximo do eixo norte-sul, aliado ao ângulo ideal de inclinação de 24° torna o efeito de reflexos e ofuscações um alvo para estudos. Conforme dados dos fabricantes dos sistemas foto voltaicos, há uma forte tendência de queda dos preços devido à novas técnicas de construção e a demanda crescente. O gráfico abaixo mostra a acentuada redução ao longo dos últimos oito anos na Europa. No Brasil essa tendência de queda também esta ocorrendo, mas um pouco mais lentamente, e já estão sendofornecidasoutorgaspara operaçãode centraisde geração fotovoltaicade médioe grande porte (2 a 200MW), para geração comercial de energiae também para instalações para atender demandas como a Copa do Mundo e as Olimpíadas. Sistemas com potencias entre 300kWp e 3MWp como os estádios Mineirão, com potencia de 1420kWp, fruto de um convenio entre a Cemig e o governo de Minas Gerais, e do Maracanã com 400kWp fruto de parceria entre o governo fluminense e o grupo Light e EDF, já estão operando, mas certamente com maior apelo ao marketing ecológico que os eventos esportivos e culturais apresentam à sociedade. Também estão surgindo aperfeiçoamentos e novas tecnologias de fabricação, como a de geradores em lâminasflexíveis,que podemserinstaladosemjanelas e fachadas além das melhorias significativas no rendimento
  14. 14. dos sistemas atuais, que serão fatores que implicarão em maiores facilidades para popularização de novas instalações. Numfuturonão muitodistante, a energia solar estará presente em novos empreendimentos e até mesmo em pequenos sistemas residenciais aliados a tecnologias mais eletro eficientes como a iluminação LED e o aquecimento solar de água. São Paulo, 09 de Setembro de 2014 Elaboração: ÁlvaroJosé doRego EngenheiroEletricista–CREA 5061301218 Colaboração: TalithaRamosToledo EngenheiraEletricista–CREA 5062690477

×