O documento descreve um projeto de instalação de painéis solares fotovoltaicos na Escola Secundária D. Dinis em Lisboa para reduzir os custos com energia elétrica. Atualmente existe um sistema com 90 painéis que produz 19,6 kW. Os alunos devem calcular o tamanho de um sistema expansivo para atender 50% das necessidades anuais de um bloco da escola usando a ferramenta online PVGIS.

1. Documentos de Apoio ao Exercício 2a
Escola Secundária D. Dinis - Lisboa
Março 2014

2. Desafio prático ‘A minha escola é verde’
Exercício 2a - Análise de investimentos em energia solar na ESDD
Parte 1 - A realizar durante a sessão de formação, com os monitores
Atualmente existe um sistema solar fotovoltaico, com 90 painéis, instalado na cobertura do Pavilhão
Gimnodesportivo da vossa escola, com uma potência pico de 19,6kW (Figura 1). O custo total da
instalação incluindo os painéis, os inversores, os sistemas de monitorização e restantes componentes,
correspondeu a cerca de 3000€/kWp instalados.
Figura 1 – Instalação de Paineis Fotovoltaicos na ESDD Figura 2 – Medidor do sistema fotovoltaico
Com os dados que podem observar no medidor do sistema fotovoltaico da Escola (Figura 2), qual
consideram ser a energia média anual produzida pelo sistema desde que foi feita a instalação?
Segundo sabemos, este sistema foi instalado em Março de 2010, sendo que na fotografia acima podem
fazer a leitura dos dados no medidor, onde estão presentes o número de horas totais desde que o
sistema entrou em operação (“Oper. hr.”) e fazer a média anual.
Será que a vossa escola já recuperou o investimento feito neste sistema fotovoltaico, através da energia
economizada, uma vez que já não tem que comprar à rede (pois agora está a produzi-la)?
Vamos calcular o período simples de retorno deste investimento.
Comparem os dados reais de produção, medidos através da observação do aparelho de monitorização
(Figura 2) com os obtidos através do simulador PVGIS e demonstrados pelos monitores na aula. Tentem
compreender o porquê das diferenças observadas!

3. Desafio prático ‘A minha escola é verde’
Exercício 2a - Análise de investimentos em energia solar na ESDD
Parte 2 - A realizar em grupo, em casa ou na escola
Com base nos diagramas de carga que discutiram com os monitores na última sessão (dias de semana e de
fim de semana), deverão agora estudar o potencial de utilização da tecnologia solar fotovoltaica para
providenciar parte das necessidades de energia elétrica anuais do vosso espaço. Vamos supor que o vosso
grupo pretende expandir a central fotovoltaica já existente para outros blocos da escola, nomeadamente
para o bloco que estão a estudar.
Calculem qual teria que ser a dimensão do sistema a implementar, i.e. quantos painéis e que potência
pico seria necessária, para colmatar 50% das necessidades médias anuais do bloco em estudo. Não se
esqueçam que, em primeiro lugar, têm que saber quais as necessidades anuais do vosso espaço!
Para resolverem este exercício usem o simulador online da União Europeia (PVGIS):
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php?lang=en&map=europe
como vos foi demonstrado na sessão com os monitores e podem ainda consultar o documento de apoio.
Atenção, devem verificar qual a área disponível (por exemplo nas coberturas dos edifícios) para receber
o novo sistema de painéis fotovoltaicos no vosso espaço, de forma a perceberem a exequibilidade desta
medida. Não se esqueçam que a melhor exposição solar é a Sul, e quanto mais radiação os painéis
fotovoltaicos captarem melhor será a sua produção energética. Têm disponível uma planta da vossa escola
à escala, onde podem medir a área disponível para a colocação dos painéis. Indiquem na planta onde os
iriam colocar e a área que ocupariam.
Alguns dados úteis sobre os painéis fotovoltaicos:
 Painéis marca Suntech com tecnologia de silicone cristalino (crystalline silicon);
 Potência de cada painel: 0.219 kWp × 90 painéis = 19.7kWp instalados;
 Eficiência de cada painel: 14% (só por curiosidade!);
 Dimensão de cada painel: 1m x 1.64m => A=1.64m2.
De uma forma concisa, apresentem os cálculos realizados para a resolução do exercício e descrevam os
passos que seguiram, incorporando também os resultados obtidos no PVGIS. Usem o formato Word para
construção do vosso relatório.
Enviem a resolução deste exercício para escolas@mitportugal.org até dia 26 de Março. Podem usar o
mesmo email para esclarecer quaisquer dúvidas relativamente a este exercício.
Boa sorte e bom trabalho!

4. Desafio prático ‘A minha escola é verde’
Utilização da ferramenta online PVGIS
O PV GIS (Photovoltaic Geographic Information Systems), ou seja “Sistema de Informação Geográfica
para tecnologia fotovoltaica”, uma ferramenta extremamente valiosa, é disponibilizada gratuitamente pela
Comissão Europeia. O PV GIS permite fazer uma simulação simplificada da produção de energia elétrica de
sistemas fotovoltaicos no espaço europeu.
Através de uma base de dados geográfica da radiação solar, o PV GIS permite ter uma ideia geral do
potencial de um determinado local para produção de energia elétrica com painéis fotovoltaicos. O
software não tem versão portuguesa, ou seja, terão que praticar o vosso inglês, no entanto vamos dar-vos
uma ajuda. Aqui fica uma imagem do site:

5. Desafio prático ‘A minha escola é verde’
Utilização da ferramenta online PVGIS
De forma a garantirem que obtem a informação que precisam, devem introduzir os seguintes dados no
simulador:
 Local: Escola Secundária Dom Dinis, Lisboa;
 Tecnologia solar (PV technology): silicone cristalina (crystalline silicon);
 Potência fotovoltaica a instalar (installed peak PV power): é o que devem descobrir, com o objetivo
de colmatar 50% das necessidades energéticas do vosso espaço;
 Perdas do sistema (estimated system losses): 14%;
 Montagem do sistema (system mounting): devem escolher se o painel fotovoltaico tem um suporte
autónomo (free standing) ou se está pousado no edifício (building integrated);
 Inclinação do painel (slope): podem deixar o sistema fazer a otimização ou então, se quiserem ser
mais precisos e pousar o painel num telhado inclinado, devem saber qual o ângulo dessa inclinação
(mas se quiserem simplificar, não precisam de o fazer);
 Azimute: Corresponde ao ângulo que o Sol, em projeção horizontal, faz em relação à direção Norte -
Sul, sendo negativo a Este e positivo a Oeste. Para simplificar, devem considerar a situação ótima de
0o (orientação a Sul);
 Acompanhamento do sol (tracking): existem painéis assentes num suporte mecânico que faz o
acompanhamento do sol ao longo do dia, de forma a otimizar a produção solar. Normalmente, estes
sistemas não são usados em edifícios, logo não devem considerar estas opções. O sistema que
vamos calcular será fixo.
 Resultados (output options): podem escolher a opção mostrar gráficos (show graphs) e pedir os
resultados em pdf.
Com estas dicas estão prontos para abrir o site do PVGIS e resolver o exercício neste link:
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php?lang=en&map=europe.
Se tiverem dúvidas na utilização do PV GIS, podem esclarecê-las através do email
escolas@mitportugal.org

6. Desafio prático ‘A minha escola é verde’
Diagramas Energéticos dos espaços em estudo
BLOCO F – SALAS DE AULA
CAFETARIA
AUDITORIO
274kWh
101kWh
128kWh 67kWh
15kWh 8kWh

7. Desafio prático ‘A minha escola é verde’
Diagramas Energéticos dos espaços em estudo
BLOCO C – LABORATÓRIOS
PAVILHÃO GIMNODESPORTIVO
Se tiverem dúvidas acerca dos diagramas de cargas dos espaços, podem esclarecê-las através do email
escolas@mitportugal.org
102kWh 49kWh
318kWh 147kWh

8. Desafio prático ‘A minha escola é verde’
Consumos e gastos em ELECTRICIDADE na Escola D. Dinis (Ano típico)
ELETRICIDADE:
A ESSD é servida pela EDP através de um típico contrato de fornecimento de electricidade em média
tensão. A Figura 1 mostra a evolução dos consumos e das facturas mensais típicas na escola. A Tabela 1
apresenta esta informação em detalhe.
Figura 1 – Evolução dos consumos e fatura de eletricidade na ESDD.
Mês Total Factura c/ IVA (€) Electricidade Consumida (kWh)
Jan 5766.89 39901
Fev 4577.87 31647
Mar 4325.12 29711
Abr 4583.86 31523
Mai 4586.35 31202
Jun 3927.16 26402
Jul 3882.41 25907
Ago 3122.70 20053
Set 4476.58 30653
Out 4802.45 33629
Nov 4922.39 35000
Dez 4392.18 31329
Totais 53365.96 366956
Médias 4447.16 30579.69
Tabela 1 - Evolução dos consumos e fatura de eletricidade na ESDD