TAI I - Energia Solar

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
 
 
Amanda Guedes Rodrigues 
Ana Carolina Guedes Caldeira 
Dayana Marques Albergaria 
Izabella Jardim Alves 
Mariana de Souza Chaves 
 
 
 
 
 
TRABALHO ACADÊMICO INTEGRADOR I 
Sistema híbrido bateria e energia fotovoltaica desenvolvida para um projeto de um 
shopping fictício podendo ser utilizado o dimensionamento e as análises de custo 
em qualquer shopping adaptando nas devidas dimensões estruturais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BELO HORIZONTE 
2021 
2 
Amanda Guedes Rodrigues 
Ana Carolina Guedes Caldeira 
Dayana Marques Albergaria 
Izabella Jardim Alves 
Mariana de Souza Chaves 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TRABALHO ACADÊMICO INTEGRADOR I 
Sistema híbrido bateria e energia fotovoltaica 
 
 
 
 
 
Trabalho Acadêmico Integrador I (TAI I) 
apresentado à disciplina Trabalho 
Acadêmico Integrador I da Pontifícia 
Universidade Católica de Minas Gerais 
como requisito parcial para aprovação na 
disciplina. 
 
 
Orientadores: Dra. Lucilaine Valéria de 
Souza; Dra. Raquel Sampaio Jacob. 
 
 Mentoria: Marcus Flávio 
 
 
BELO HORIZONTE 
2021 
3 
AGRADECIMENTOS 
A execução deste trabalho foi possível graças as nossas orientadoras 
Dra. Lucilaine Valéria, Dra. Raquel Sampaio e nosso mentor Marcus Flávio 
em seu esforço de nos estimular como alunos e futuros engenheiros e 
transmitir seus conhecimentos e vivências. A empresa Detronic Energia, 
também é responsável pelo oferecimento desse desafio, através de seu 
auxílio e perspectiva prática, retiramos muitas inspirações. A esses e a todos 
os que nos ajudaram nesse trabalho, um sincero obrigado. 
 
 
4 
RESUMO 
 
Foi feito um estudo sobre um Shopping Center fictício no município de Uberlândia, 
Minas Gerais, que com a finalidade de sanar as despesas com contas de energia 
elétrica, deseja acoplar em sua infraestrutura um sistema híbrido de energia solar 
fotovoltaica/baterias de lítio, de modo que as baterias armazenem a energia captada 
pelos painéis solares. As demandas energéticas mensais do Shopping foram 
estabelecidas no valor de 10.000 kWh/mês para fins de simulação. Através de um 
orçamento oferecido pela empresa parceira Detronic Energia, foi possível estimar um 
retorno financeiro após 56 anos da implementação do sistema híbrido, 
desconsiderando os custos de limpeza e manutenção. Apesar de apresentar boas 
perspectivas na redução de gases estufa na atmosfera, foi concluído que o sistema 
híbrido não traria melhor custo benefício à empresa, uma vez que o retorno financeiro 
estimado é muito longo para um investimento tão elevado. 
 
Palavras Chaves: Fotovoltaico; Energia; Sistema Híbrido; Bateria de lítio 
5 
 
ABSTRACT 
 
A study was carried out on a fictitious Shopping Center in the municipality of 
Uberlândia, Minas Gerais, which, with expenses with electricity bills, wants to couple 
in its infrastructure a hybrid system of photovoltaic solar energy / lithium batteries, so 
that the batteries store the energy captured by the solar panels. The Shopping's 
monthly energy demands were made in the amount of 10,000 kWh / month for 
simulation purposes. Through a budget offered by the partner company Detronic 
Energia, it was possible to estimate a financial return after 56 years of the 
implementation of the hybrid system, excluding cleaning and maintenance costs. 
Despite showing good prospects for reducing greenhouse gases in the atmosphere, it 
was concluded that the hybrid system would not bring more cost-effectiveness to the 
company, since the estimated financial return is too long for such a high investment. 
 
Keywords: Photovoltaic; Energy; Hybrid System; Lithium battery 
 
 
6 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 - Estrutura de uma célula fotovoltaica…………………………………………10 
Figura 2 - Principais tecnologias fotovoltaicas………………………………………….10 
Figura 3 - Participação de mercado de tecnologias de células solares……………...11 
Figura 4 - Sistemas Off Grid………………………………………………………………13 
Figura 5 - Sistemas On Grid……………………………………………………………...14 
Figura 6 - Esquema de um sistema fotovoltaico híbrido……………………………....16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 - Vantagens e desvantagens da utilização da energia solar fotovoltaica......15 
Tabela 2 - Comparativo entre baterias chumbo-ácido e baterias de lítio…………….19 
Tabela 3 - Ficha técnica do shopping…………………………………………………....19 
Tabela 4 - Irradiação solar média diária da cidade de Uberlândia - MG…………….20 
Tabela 5 – Especificações técnicas do painel fotovoltaico ...................................... 32 
Tabela 6 - Dados técnicos da Bateria de Lítio...........................................................34 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
SUMÁRIO 
SUMARIO EXECUTIVO 9 
1 INTRODUÇÃO 10 
2 OBJETIVOS 11 
2.1. Objetivo Geral 11 
2.2. Objetivos Específicos 11 
3 REFERENCIAL TEÓRICO 12 
3.1. Contextualização da energia solar fotovoltaica a partir de sua origem histórica 12 
3.2. Determinação do conceito de célula fotovoltaica 13 
3.3. Composição estrutural de sistemas fotovoltaicos 16 
3.4. Sistema Híbrido 18 
3.5. Vantagens e desvantagens da utilização da energia solar fotovoltaica 19 
3.6. Principais baterias utilizadas em sistemas isolados 21 
3.6.1. Bateria de Chumbo-ácido 21 
3.6.2. Bateria de Íons de Lítio 21 
3.6.3. Bateria Chumbo ácido X Bateria Íons de Lítio 22 
4 METODOLOGIA 23 
4.1. Condição de contorno 23 
4.2. Sistema fotovoltaico-bateria de lítio 24 
4.3 Bateria de lítio 29 
4.4 Simulação de custo 30 
5 ANALISE DE RESULTADOS 
5.1 Dimensionamento do sistema fotovoltaico-bateria 31 
 
5.2 Dimensionamento de bateria de lítio 32 
 
5.3 Análise de custo-benefício do sistema fotovoltaico/baterias 33 
 
6 CONCLUSÃO 34 
 
6.1 Sugestão de trabalhos futuros 35 
 
7 BIBLIOGRAFIA 36 
9 
 
 
SUMARIO EXECUTIVO 
 
 
Situação problema 
 
 Algumas empresas, têm a necessidade de se estabelecerem em locais remotos 
onde não há rede de energia elétrica proveniente de uma concessionária e nem se 
faz viável a sua instalação, economicamente. Nesse contexto, muitas empresas 
recorrem ao uso de sistemas fotovoltaicos híbrido com o objetivo de otimizarem e 
reduzirem o consumo de energia elétrica que requerem gastos periódicos com 
abastecimento. 
Solução recomendada 
 Este trabalho visa propor, através de uma situação simulada, a transformação de 
seu sistema de abastecimento de energia elétrica em um sistema híbrido fotovoltaico 
acoplados com baterias de lítio. Com isso, a empresa diminuirá os impactos ao meio 
ambiente, utilizando fontes renováveis de energia. 
Estratégia 
 A situação simulada neste trabalho considera uma empresa fictícia localizada em 
Uberlândia com consumo energético de 10000 kWh/mês. Será realizado no projeto, 
o dimensionamento de módulos fotovoltaicos e de baterias de lítio- íon para atender 
a demanda energética desta empresa, determinando a redução no consumo de 
energia elétrica e o tempo de retorno financeiro desse projeto. 
 
 
10 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 A crise energética é um tema muito debatido pela sociedade já há algum 
tempo,e vem ganhando mais visibilidade nos últimos anos devido ao impacto 
ambiental proveniente do uso contínuo de fontes de energia poluentes, com gases 
que aceleram o efeito estufa provenientes de fontes fósseis, além da redução das 
reservas petrolíferas mundiais, o aumento da demanda do consumo de energia nas 
últimas décadas, a escassez de recursos naturais e a produção de resíduos tóxicos 
nucleares trouxeram a necessidade da utilização de produção de energia com 
matrizes renováveis. (Empresa de Pesquisa Energética, 2021) 
 Com o propósito de aumentar a diversificação da matriz energética, em 
resposta à crescente demanda, ocorre um avanço na exploração de fontes 
alternativas. As principais energias renováveis utilizadas são: a hidrelétrica, a eólica, 
a solar e a geotérmica têm origem em recursos naturais renováveis, que são 
reabastecidos naturalmente em um curto espaço de tempo, além de acarretarem 
menores impactos ambientais em relação à geração de energia a partir de 
combustíveis fósseis. (SILVA, 2018). 
 Neste contexto, a energia solar - fonte alternativa de energia proveniente do 
Sol - demonstra-se uma alternativa eficaz em relação às fontes não renováveis 
oriundas do petróleo, carvão mineral e gás natural já utilizadas. Ademais, utilizá-la em 
território brasileiro é uma vantagem, uma vez que a localização do país no globo 
terrestre permite que uma quantidade abundante e considerável de raios solares seja 
aproveitada durante a maior parte do ano. 
 Buscando soluções para implantação de sistemas energéticos não poluentes, 
considera-se os sistemas híbridos, aqueles que utilizam conjuntamente mais de uma 
fonte de energia, dependendo da disponibilidade dos recursos energéticos locais, 
para geração de energia elétrica. A opção pelo hibridismo é feita de modo que uma 
fonte complemente a eventual falta da outra (BARBOSA, 2004). 
 Como alternativas para compor o sistema híbrido ou como substituição como 
fonte de energia renovável, a energia solar fotovoltaica consolida progressivamente 
seu papel como matriz energética. Módulos fotovoltaicos são instalados em casas 
pelo Brasil e pelo mundo e, cada vez mais pessoas passam a recorrer ao Sol para 
11 
produzir energia, quer a intenção seja reduzir uma conta de energia elétrica, ou 
simplesmente ter acesso ao serviço essencial que é a eletricidade (LIMA, 2018) 
 Nesta perspectiva de mudança no consumo energético, ao analisar o atual 
cenário dos shoppings centers, independente do seu tamanho, são considerados 
locais de consumo energético bastante significativos. Visando o setor como potencial 
mercado para a implementação do sistema híbrido fotovoltaico/bateria, será realizado 
um dimensionamento a fim de suprir a demanda energética de um shopping center, 
através de simulações utilizando-se um sistema híbrido fotovoltaico-baterias, 
objetivando a redução de custos do setor bem como a redução da emissão de gases 
estufa e a sustentabilidade de recursos não renováveis. 
 
2. OBJETIVOS 
2.1. Objetivo Geral 
 
 Diante de dados colhidos de shopping existentes como referências, 
dimensionar o projeto e simular custos para instalação do sistema híbrido 
fotovoltaico/baterias de lítio, a fim de gerar energia elétrica para ser utilizada em um 
shopping center fictício. 
 
 2.2. Objetivos Específicos 
 
● Analisar a demanda energética de um shopping center 
● Comparar melhores baterias a serem utilizadas em um sistema híbrido 
Fotovoltaico/Bateria 
● Dimensionar a instalação de um sistema híbrido Fotovoltaico/Bateria de lítio 
em um shopping center. 
● Calcular os custos para gerar energia através de um sistema híbrido com 
baterias de lítio. 
● Analisar a viabilidade financeira da implementação observando vantagens 
e desvantagens. 
 
 
 
 
 
12 
3. REFERENCIAL TEÓRICO 
 3.1. Contextualização da energia solar fotovoltaica a partir de sua origem 
histórica 
 
 Energia solar é a energia renovável, produzida pela luz e o calor do sol, sendo 
utilizada na tecnologia fotovoltaica que se apresenta em constante evolução, 
considerada uma fonte de energia limpa e renovável, é a fonte de produção de energia 
que mais cresce no mundo. (VILLALVA,2017). 
A utilização do sol como fonte energética é utilizada desde a pré-história, 
essencial para a manutenção da vida humana, mantendo ambientes com 
temperaturas agradáveis a autorregulação corporal, iluminando diversos ambientes e 
compondo o ciclo de crescimento da vegetação e agricultura. 
A produção de energia fotovoltaica possui origem em estudos desde 1839, 
quando o cientista francês Alexandre-Edmond Becquerler (1820-1891) descobriu os 
efeitos fotoquímicos observando a diferença de potencial entre os eletrodos imersos 
em solução ácida quando iluminada e posteriormente em 1870, Adams, W. G. (1836-
1915), através do selênio verificou o mesmo efeito fotovoltaico em material sólido. 
(VALLÊRA; BRITO; CENTENO, 2006) 
 Através do embasamento teórico desenvolvido sobre o efeito fotovoltaico, em 
1883 a primeira célula fotovoltaica foi produzida com selênio revestido de ouro, 
gerando uma corrente contínua e constante convertendo a energia solar em corrente 
elétrica (CEPEL, 2014). Para o aprimoramento da técnica desenvolvida, Albert 
Einstein (1879-1955) detalhou os conceitos do efeito fotoelétrico (efeito de Hertz) em 
uma equação matemática, o que lhe garantiu o Prêmio Nobel de Física em 1922, 
demonstrando como funciona a emissão de elétrons por materiais metálicos, quando 
iluminados por ondas eletromagnéticas de frequências específicas produzindo 
faíscas. 
 A partir de 1930, se iniciou o aprimoramento de materiais para melhor 
eficiência da produção da energia fotovoltaica. Inicialmente com a produção de célula 
fotovoltaica de mono-silício por Walter Schottky e em 1932 Audobert e Stora, 
descobriram um composto de seleneto de cádmio que posteriormente seria utilizado 
para geração do efeito fotovoltaico. (VALLÊRA; BRITO; CENTENO, 2006) 
 A história moderna da energia solar inicia-se em 1954 quando ocorre o 
aprimoramento dos materiais utilizados nos painéis fotovoltaicos, com o processo de 
13 
dopagem do silício, que consiste em introduzir átomos estranhos como impurezas na 
estrutura cristalina de substâncias puras onde é convertido o material isolante em 
condutor elétrico. Inicialmente essa técnica ocorreu de forma acidental por 
pesquisadores da Bell Laboratórios que replicaram devido sua funcionalidade. 
A partir de 1970, com a crise petrolífera, a pressão político-econômica 
incentivou maior investimento no desenvolvimento e aprimoramento de energias 
renováveis, possibilitando aumentar a eficiência e a redução dos custos do sistema 
fotovoltaico, gerando maior implantação e expansão no mercado residencial, 
industrial, comércio, serviços e agronegócio. (BÜHLER, 2018) 
A maior utilização do sistema fotovoltaico enfrenta barreiras nos fatores 
climáticos: radiação solar, ventos, tempestades de granizo, neve, entre outros que 
determinam a necessidade de um sistema híbrido ou inviabilizam a implantação, o 
Brasil sendo favorecido neste panorama, pois é um país situado na sua maior parte 
na região intertropical e detém grande potencial de energia solar durante todo o 
período do ano, o que tem sido determinante para o destaque na utilização desta 
matriz energética diante do panorama mundial. Possui alto índice médio diário de 
radiação solar, chegando a mais de 5kWh/m2 por dia em algumas regiões. (ANEEL, 
2005) (VIEIRA, 2012) 
 
 3.2. Determinação do conceito de célula fotovoltaica 
 
 As células fotovoltaicas são responsáveis por converter diretamente a energia 
solar em eletricidade e esse fenômeno acontece quando a radiação eletromagnética 
ou luz do sol, incide sobre a célula formada por materiais semicondutores possuindo 
baixa condutividade elétrica sendo capazes de converter sua condição de condução 
elétrica com facilidade.Uma célula fotovoltaica é formada por dois revestimentos de 
material semicondutores, silício “P” e silício “N”, como ilustrado na figura 1, a estrutura 
apresenta uma grade de condutores metálicos superior que deve ser translúcida para 
receber a luz, por isso os contatos elétricos são produzidos em formato de grade, que 
precisa ser estreita, metálica e impressa na célula. As células fotovoltaicas são 
formadas por uma base metálica inferior que são terminais elétricos, constituídos por 
uma película de prata ou alumínio, que possuem a responsabilidade de coletar a 
corrente elétrica produzida pela atividade da luz, como observado na figura 1. 
(VILLALVA, 2017) 
14 
 
 
Figura 1: Estrutura de uma célula fotovoltaica 
 
Fonte: Blue Sol (2018) 
 
Cada célula é capaz de gerar cerca de 3W (0.5V e 6A) por isso faz-se 
necessário sua associação com outras células em paralelo e/ou em série atingindo 
assim a potência necessária para diversos fins. As tecnologias de células existentes 
dividem-se em três gerações, como apresentadas na figura 2 (PEREIRA, 2017). 
 
Figura 2: Principais tecnologias Fotovoltaicas 
 
 
 
 
Fonte: BÜHLER, 2018. 
 
15 
A primeira geração é formada pelo silício cristalino e o arseneto de gálio. Ela 
apresenta a maior demanda no mercado, cerca de 84%, devido ao fato de 
apresentarem maior eficiência, entre 14 e 18%, e pelo baixo custo de produção 
quando comparado às outras gerações (BÜHLER, 2018). 
Na segunda geração merece destaque a célula de silício amorfo que possui 
eficiência entre 5% e 8%, possuindo módulos flexíveis que podem ser instalados 
diretamente sobre o telhado. Também se destaca a célula de Telureto de cádmio 
(CdTe) que possui alta absortividade ótica e eficiência em torno de 17%, mas 
devido a seu elevado custo são mais utilizadas, juntamente às células de Arsenieto 
de Gálio (GaAs), em satélites e outras aplicações espaciais (BÜHLER, 2018). 
A terceira geração utiliza materiais orgânicos, como polímeros e pequenas 
moléculas, e tem como principal objetivo a criação de células de alta eficiência com 
baixo custo de produção, entretanto encontram-se no estágio inicial de seu 
desenvolvimento. A figura 3 mostra a participação no mercado das principais 
células existentes nos últimos 22 anos (Braga, 2008). 
 
Figura 3: Participação de mercado de tecnologias de células solares 
 
 
Fonte: BÜHLER, 2018. 
 
Uma vez que as células fotovoltaicas geram corrente contínua (CC) e a maior 
parte dos aparelhos domésticos e industriais estão configurados para o uso de 
16 
corrente alternada (CA), faz-se necessário uso de inversores de tensão que são 
responsáveis pela transformação CC/CA. Também são responsáveis pelo ajuste 
de tensão transformando os 12V das células e das baterias em 127V ou 220V 
(PEREIRA,2017). 
 
3.3. Composição estrutural de sistemas fotovoltaicos 
 
De acordo com SCHNEIDER (2019), os sistemas fotovoltaicos podem ser 
divididos entre dois sistemas, um em que o sistema é autônomo, que é conhecido 
como sistema off-grid, e o outro chamado de sistema on-grid, em que o sistema é 
ligado à rede. No primeiro caso, é necessário ajustar a procura energética ao 
aproveitamento da energia solar, já que, a energia produzida, geralmente, não 
equivale à procura pontual de energia de um consumidor concreto, e assim, torna-se 
necessário considerar um sistema de armazenamento, como as baterias, e outros 
meios de apoio adicionais de produção de energia, como os sistemas híbridos. 
Os sistemas Off-Grid que é representado na figura 4, possuem toda a energia 
gerada encapsulada em baterias, o que garante que o sistema satisfaça a demanda 
necessária, mesmo em épocas em que a incidência solar seja limitada. O 
funcionamento dos sistemas off-grid ocorre da seguinte forma: o sistema capta a luz 
solar das placas fotovoltaicas produzindo energia elétrica através de uma corrente 
contínua. Logo depois, essa energia atravessa um controlador de carga que é 
encarregado pela proteção das baterias contra excesso de carga e descargas 
intensas, toda essa energia será acondicionada em grupo de baterias e só depois, 
passa pelo inversor de frequência, que tem o objetivo de converter a corrente contínua 
para alternada, e finalmente, é utilizada para o consumo. (RIBEIRO, 2012) 
 
 
 
 
Figura 4: Sistemas Off Grid 
17 
 
Fonte: Neosolar, 2010 
 
Segundo Braga (2008), os sistemas on-grid apresentados na figura 5, possuem 
algumas características similares ao sistema off-grid. O autor aponta que a 
divergência básica entre os sistemas é que no sistema on-grid a energia elétrica 
proveniente das placas fotovoltaicas atravessam um inversor grid-tie que executa a 
conversão de corrente contínua em alternada e sincroniza essa corrente à frequência 
da rede, que corresponde a 60 Hz, utilizando um oscilador interno. Ligado a isso, a 
tensão de saída é limitada para que não seja superior à da rede, e então, é utilizado 
um relógio de luz bidirecional que tem como finalidade medir a energia da 
concessionária que é usada em períodos em que a energia fotovoltaica não é 
suficiente para suprir a demanda. Além disso, a energia solar gerada em excesso pelo 
sistema também é inserida na rede da concessionária responsável pela distribuição 
de energia elétrica. 
 
 
Figura 5: Sistema On Grid 
18 
 
Fonte: Neosolar, 2010 
 
A instalação de painéis fotovoltaicos pode ser executada em qualquer 
edificação, sendo fundamental apenas que possuam orientação solar vantajosa, isto 
é, que estejam voltadas para o oeste, norte ou leste, já que, é sabido que as 
orientações ideais são que as superfícies dos painéis estejam orientados para o norte 
geográfico, no hemisfério sul, pois isso proporciona uma maior captação da energia 
solar. (PEREIRA, 2010). 
 
3.4. Sistemas híbridos 
 O sistema de energia fotovoltaico híbrido funciona com a junção do sistema 
on-grid com o sistema off-grid com armazenamento, conforme a figura 6. Apesar de 
não ser uma alternativa comum, esse sistema pode ser utilizado, principalmente, em 
lugares onde há inexistência ou dificuldade de uma fornecedora de energia. (PINTO, 
2015). 
Dessa forma, em momentos em que há incidência solar, a energia gerada é 
consumida localmente pela carga e o excedente pode ser injetado na rede elétrica ou 
utilizado para recarregar o banco de baterias. Quando ocasionalmente ocorre falta de 
energia, a proteção anti-ilhamento do inversor começa a atuar desconectando a carga 
da rede, e fazendo com que o circuito secundário que alimenta toda a carga ou 
apenas parte dela atue, desde que o circuito que é alimentado esteja isolado da rede 
pública. Assim, mesmo que a rede de energia da concessionária seja desenergizada 
e o inversor fotovoltaico seja desligado, a carga continua energizada. Isso acontece 
19 
através do chaveamento entre os sistemas off-grid e on-grid que é realizado pelos 
inversores solares híbridos. 
 
 
Figura 6: Esquema de um sistema fotovoltaico híbrido 
 
 
Fonte: Victron Energy (2017) 
 
 
3.5 Vantagens e desvantagens da utilização da energia solar fotovoltaica 
 
De acordo com Pinho e colaboradores (2008), a utilização da energia 
fotovoltaica aponta várias vantagens, por ser uma fonte de energia limpa e renovável, 
não gera poluição. Além disso, a vida útil das placas de geração chega a ser maior 
que 25 anos, não ocorrendo grande necessidade de manutenções. A instalação do 
sistema se dá de forma simples e não utiliza consumo de nenhum tipo de combustível. 
Porém, o autor acredita que a vantagem de maior significância seja o fato de que a 
luz do sol é uma energia abundante e gratuita para os habitantes do planeta. 
O crescimento da disponibilidade elétrica se destaca, todos os benefícios 
ambientais, o desenvolvimento tecnológico da energia solar e a geração de empregos 
através desse recurso, como sendo os pontos mais positivos da utilização da energiafotovoltaica. Ademais, o autor acredita que a utilização desse recurso para geração 
de energia renovável não causa impacto no meio ambiente e evita por inteiro o efeito 
estufa, por não envolver queima de combustível. (VILLALVA,2017) 
Em contrapartida, o Centro de Referência para as Energias Solar e Eólica 
Sérgio de S. Brito (CRESESB 2021), afirma que apesar das inúmeras vantagens da 
20 
energia solar fotovoltaica, um ponto negativo é o alto custo de investimento para 
realizar instalações de usinas solares. Além disso, a exploração de qualquer fonte de 
energia causa modificações, como ocorre com as usinas solares térmicas, que 
empregam fluidos tóxicos e devido a alta ocupação de grandes áreas, acabam 
modificando o espaço em volta. 
Devido à dias em que não há radiação solar suficiente para a produção da 
energia solar é necessário a composição de um sistema híbrido, onde outro sistema 
interligado produza energia nos momentos de escassez, permitindo assim que toda a 
demanda energética seja suprida, em contrapartida o custo da implantação eleva. 
Na tabela 1 são apontadas outras vantagens e desvantagens em utilizar 
sistema híbrido de energia solar fotovoltaica com o sistema de baterias: 
 
Tabela 1 - Vantagens e desvantagens da utilização da energia solar fotovoltaica 
 
VANTAGENS DESVANTAGENS 
Não produz poluição sonora Descarte de placas 
Valorização do imóvel 
 
O rendimento é influenciado pelo clima 
As placas são resistentes a condições 
climáticas externas 
 Sistema Anti-Ilhamento 
 
Produz energia ainda que o tempo 
esteja nebuloso 
A produção de células fotovoltaicas 
requer a utilização de tecnologia de 
ponta 
No sistema híbrido não há momento 
sem energia elétrica disponível 
A implantação do sistema híbrido pode 
ter um custo bastante elevado 
 
Fonte: autoria própria 
 Analisando as vantagens e desvantagens acima listadas é possível perceber que a 
implantação do sistema energético fotovoltaico é bastante vantajosa, com baixo impacto 
ambiental, existente apenas no descarte das placas, a utilização garante retorno do 
investimento em pouco tempo, com produção energética em mesmo em tempo nebuloso. 
 
3.6. Principais baterias utilizadas em sistemas isolados 
 
21 
 Diante dos períodos em que a energia solar não é gerada como os noturnos e dias 
chuvosos, uma alternativa para a compensação da produção no sistema híbrido é a utilização 
de baterias, principalmente em regiões onde o fornecimento da energia elétrica por 
distribuidores não foi implantado. As principais baterias utilizadas são de chumbo-ácido e íons 
de Lítio, além dessas as baterias de Nióbio estão sendo desenvolvidas, mas por possuírem 
um valor comercial muito alto não será analisada neste trabalho. (DIAS, 2016) 
 
3.6.1. Bateria de Chumbo-ácido 
 
As baterias eletroquímicas são uma forma de armazenamento de energia que 
podem ser utilizadas em sistemas fotovoltaicos, pois são capazes de transformar 
diretamente energia elétrica em energia potencial química e posteriormente converter, 
diretamente, a energia potencial química em energia elétrica (SEGUEL, 2009). 
Para os sistemas fotovoltaicos, utiliza-se acumuladores secundários, que 
diferentemente dos primários podem ser recarregados através da aplicação de uma 
corrente elétrica em seus terminais, revertendo as reações responsáveis pela geração 
de energia. Dessa forma, estes acumuladores secundários por serem recarregáveis 
possuem ciclos de vida mais longos. Além disso, as baterias chumbo-ácido possuem 
a vantagem de apresentarem menor custo e, por isso, são bastante populares no 
mercado. (FILHO, 2017) 
No entanto, a composição das baterias de chumbo-ácido é essencialmente 
chumbo, ácido sulfúrico e materiais plásticos, na qual o chumbo está presente na 
forma de chumbo metálico, ligas de chumbo, dióxido de chumbo e sulfato de chumbo, 
e ao ser descartada de forma errada e entrar em contato com a natureza, pode trazer 
prejuízos ao meio ambiente e à saúde humana. (FILHO, 2017) 
 
3.6.2. Bateria de Íons de Lítio 
 
O lítio é um elemento com pequeno raio iônico e forte potencial eletroquímico, 
se comportando como anodo, o que caracteriza uma bateria de grande potência e 
capaz de armazenar grande energia. Diferente das tecnologias de outras baterias 
como a de chumbo-ácido citada, seu eletrólito é orgânico devido à combustão sofrida 
no contato do lítio metálico com umidade e gás oxigênio. Elas são formadas de células 
com materiais positivos intercalados com negativos, sendo o eletrodo positivo uma 
22 
estrutura de óxido de lítio e o eletrodo negativo carbono grafite. (ROSOLEM; et al, 
2018) 
As baterias de lítio possuem vida útil elevada, bons valores de potência e seus 
custos sofreram uma diminuição significativa. Dessa forma, vem ocorrendo o aumento 
da utilização dessa tecnologia em pesquisas e de acordo com BRASIL (2018) elas 
estão sendo cada vez mais instaladas em sistemas de baterias estacionárias. 
Dentre as opções a bateria de lítio fosfato de ferro (LiFePO4) se destaca. Seu 
catodo é composto de fosfato, o que faz com que ela seja mais acessível nesse ponto, 
pois esses materiais existem em grandes quantidades naturalmente. Além disso, ela 
soma todas as vantagens dos íons de lítio tradicionais com as características de 
segurança dos fosfatos. (BRASIL, 2018) 
A composição química dessas baterias é extremamente estável e elas 
possuem alta estabilidade térmica, resistindo a condições adversas por suas células 
serem não combustíveis. Sua vida útil é mais longa que outras baterias de lítio, seu 
tempo de carregamento é menor e também é importante ressaltar que as baterias de 
LiFePO4 são uma ótima escolha ambiental, pois além de ocuparem menos espaço e 
serem menos pesadas, não são tóxicas e não contaminam. (ROSOLEM, 2018) 
 
3.6.3. Bateria Chumbo ácido X Bateria Íons de Lítio 
 
Comparando a bateria chumbo ácido com a bateria íons de lítio, percebe-se 
que mesmo possuindo um custo 7 a 8 vezes superior à bateria chumbo ácido, o 
retorno econômico é perceptível pois a vida útil da bateria de íons de lítio é 
aproximadamente 3 vezes maior que a de chumbo, além do tempo de recarga e peso 
serem menores pois possuem alta densidade de energia, conforme comparado na 
tabela 2. Concluindo assim, que a bateria de íon de lítio é mais vantajosa 
principalmente em questão de desempenho e por isso foi a escolhida para o sistema 
híbrido do projeto. 
 
 
 
Tabela 2 - Comparativo entre baterias chumbo-ácido e baterias de lítio 
 
23 
 
Fonte: autoria própria 
 
4. METODOLOGIA 
4.1. Condição de contorno 
 
Para o desenvolvimento do trabalho proposto foi considerado um shopping 
center, de médio porte, que supera a sua demanda energética dimensionada a partir 
de dados coletados de outros shoppings de mesma proporção, através de uma bateria 
de lítio. O Shopping fictício está localizado na cidade de Uberlândia, Minas Gerais, 
com funcionamento diário entre 10h e 22h. 
 
Tabela 3: Ficha Técnica do shopping 
 
Área total construída 108.380,90 m² 
Área bruta da locação 40.603.93 m² 
Área comum 67.776,94 m² 
Área de estacionamento coberto 6.674,00 m² 
Fluxo médio de pessoas 710.000 pessoas 
 
Fonte: Medeiros, Fernanda R. 
24 
 
 Com o objetivo de avaliar a viabilidade da implantação de um sistema híbrido 
fotovoltaico no shopping center, será realizado, inicialmente, o dimensionamento da 
bateria de lítio e, em seguida, o dimensionamento do sistema fotovoltaico que deverá 
ser acoplado ao sistema de baterias a fim de atender a demanda energética do 
shopping. 
Por fim, realizaremos uma análise de custo para determinar a viabilidade de 
implementação do sistema fotovoltaico acoplado ao sistema de bateria de lítio, de 
modo a verificar quanto tempo o shopping levaria para começar a ter lucro com a 
geração de energia após a adaptação no sistema. 
 
4.2. Sistema fotovoltaico-bateria de lítioO sistema fotovoltaico em questão será acoplado a uma bateria de fosfato de ferro de 
lítio. Para dimensionar o sistema é necessário utilizar a irradiação solar na cidade de 
Uberlândia, cujos valores foram baseados na irradiação média por dia em todos os 
meses do ano de 2016, dados fornecidos pela CEMIG no Atlas Solarimétrico de Minas 
Gerais II e para a Tabela 4. 
Tabela 4: Irradiação solar média diária da cidade de Uberlândia - MG 
Mês Irradiação solar média diária 
(kWh/m².dia) 
Janeiro 5,3 
Fevereiro 5,7 
Março 5,3 
Abril 5,3 
Maio 4,9 
Junho 4,7 
Julho 4,9 
Agosto 5,5 
Setembro 5,7 
Outubro 5,8 
25 
Novembro 5,5 
Dezembro 5,4 
Fonte: CEMIG, 2016 
 
Com os dados de irradiação solar local, será empregada a metodologia proposta por 
ROSA E VILLAS-BOAS (2016), que emprega nos cálculos, o mês de menor 
incidência de radiação solar. Dessa maneira, entende-se que se o sistema híbrido 
conseguir suprir a demanda energética da empresa durante o mês mais crítico, de 
menor irradiação solar média, ele conseguirá manter a necessidade energética da 
empresa durante os outros meses do ano, justificando a sua escolha nos cálculos. 
SCHNEIDER (2019). 
 
Por intermédio da demanda energética da empresa e o valor da irradiação solar média 
do pior mês, apresentado na Tabela 4, é possível obter a potência de pico conforme 
a equação 1.1. 
𝐷𝐸 
𝑃𝑝𝑒𝑎𝑘 = 𝐼𝑃𝑀 (1.1) 
 
em que Ppeak corresponde a potência de pico (kWp); DE a demanda energética diária 
da empresa (kWh/dia); e IPM a irradiação solar no pior mês (kWh/m². dia) (ROSA e 
VILLAS- BOAS, 2016). 
Para determinar a quantidade de módulos fotovoltaicos que serão necessários para 
suprir a demanda energética da empresa, deve-se primeiramente, calcular o número 
de módulos que devem ser dispostos em série para satisfazer a tensão do sistema, 
esse cálculo pode ser realizado por meio da equação 1.2. 
Vsist 
Ns = Vmp (1.2) 
 
 
em que NS corresponde o número de módulos em série; Vsist a tensão de sistema 
da empresa (V) e Vmp a tensão disponível no módulo (V), que é encontrada nas 
especificações técnicas do painel fotovoltaico. (ROSA e VILLAS-BOAS, 2016). 
 
Conhecendo o número de módulos em série, é possível obter o número de mesas 
26 
dispostas em paralelo necessárias para contemplar a potência requerida através da 
equação 1.3. 
Ppeak 
Np = Pmax . NS (1.3) 
 
 
onde NP corresponde o número de mesas em paralelo; Ppeak a potência de pico 
(kWp), calculada na equação 1.1; Pmáx a potência máxima dos módulos (kW), 
fornecida nas especificações técnicas do painel fotovoltaico e NS é o número de 
módulos em série em cada mesa, calculado na equação 1.2 (ROSA e VILLAS-
BOAS, 2016). 
 
De acordo com a empresa mentora deste trabalho, Detronic Energia, para 
determinar o número de módulos fotovoltaicos fundamentais para produzir a energia 
necessária pela empresa, primeiramente, é necessário calcular a potência do 
sistema a ser instalado para suprir o consumo, que pode ser calculado por meio da 
equação 1.4, 
DEm 
PS = FC (1.4) 
 
 
em que PS é a potência do sistema a ser instalado para suprir o consumo (KWp); 
DEm a demanda energética mensal da empresa (kWh/mês) e FC o fator de geração, 
onde são consideradas as perdas energéticas, irradiação durante o mês crítico, 
dentre outros fatores, levando em consideração a média anual. Na execução desse 
trabalho é considerado esse fator como conservador e igual a 115, porém é possível 
encontrar empresas que não o consideram como conservador. (SCHNEIDER, 
2019). 
 
Dessa maneira, dividindo a potência do sistema pela potência dos módulos é 
possível encontrar o número de módulos fotovoltaicos necessários para abastecer 
a demanda energética da empresa, como indicado na equação 1.5. 
 
Ps 
Nt = Pm (1.6) 
 
27 
em que NT corresponde o número total de placas, PS a potência do sistema a ser 
instalada (KWp); e Pm a potência dos módulos fotovoltaicos (kWp). 
 
Para a instalação das placas fotovoltaicas, é necessário determinar a inclinação 
dos módulos, que pode ser calculada de acordo com a equação 1.7, considerando 
que o terreno de instalação seja plano. 
β= φ + φ/ 4 (1.7) 
 
onde β é a inclinação do módulo fotovoltaico (°); e ϕ é a latitude local (°) (SCHNEIDER, 
2019). 
 
A distância mínima entre as mesas pode ser determinada a partir da altura dos 
módulos, desse modo, a altura pode ser calculada de acordo com a equação 1.8 
 
𝐻 = 𝐿. 𝑠𝑒𝑛 𝛽 (1.8) 
 
onde H é a altura do módulo fotovoltaico (m); β é a inclinação da placa (°); e L é o 
comprimento da placa (m), fornecida nas especificações técnicas do painel 
fotovoltaico. 
 
A altura total, soma da altura do módulo fotovoltaico (H) e a altura do suporte (h), 
é utilizada para determinar a distância mínima entre as mesas, segundo a equação 
1.9 
𝑑 = (𝐻 + ℎ). 2 (1.9) 
 
onde d é a distância mínima entre as mesas (m); H é a altura do módulo 
fotovoltaico (m); e h é a altura do suporte (m). 
 
Desse modo, a distância total, entre o início de uma mesa até o início da outra, 
pode ser calculado de acordo com a equação 1.10 
𝐷𝑇 = 𝐷 + 𝑑 (1.10) 
 
onde DT é a distância total mínima entre as mesas (m); d é a distância entre as 
28 
mesas fotovoltaicas (m); e D é a distância ocupada pela placa (m), que pode ser 
calculada segundo a equação 1.11 
 
𝐷 = 𝐿. 𝑐𝑜𝑠 𝛽 (1.11) 
 
onde D é a distância ocupada pela mesa (m); β é a inclinação da placa (°); e L é o 
comprimento da placa (m), fornecida nas especificações técnicas do painel 
fotovoltaico. Na figura 7, abaixo, é apresentado um esquema de montagem que 
permite visualizar todos os dados que serão calculados com as equações 
posteriores. 
Figura 7: Esquema de instalação dos módulos fotovoltaicos 
Fonte: autoria própria 
 
Para o cálculo da área mínima necessária para a instalação dos painéis 
fotovoltaicos, é necessário considerar as dimensões das placas, a distância 
mínima total entre as mesas de módulos e o número de placas em série e em 
paralelo, segundo a equação 1.12 
𝐴 = 𝑁𝑆. 𝐶. 𝑁𝑃. 𝐷𝑇 (1.12) 
 
onde A é a área mínima de instalação dos painéis (m²); NS o número de módulos 
em série em cada mesa; C a largura da placa (m), fornecida nas especificações 
técnicas do painel fotovoltaico; NP o número de mesas em paralelo; e DT a distância 
total mínima entre as mesas (m). 
 
 
 
 
29 
4.3 Baterias de lítio 
 A função principal de um banco de bateria é de armazenar energia elétrica. Em 
um sistema fotovoltaico off-grid, o banco de baterias tem um papel de fornecer 
tensões elétricas estáveis para a carga, diminuindo ao máximo as flutuações de 
tensão e corrente. Além de distribuir efetivamente a carga em um período diário e 
garantir o funcionamento do sistema em dias nublados. 
 Para o dimensionamento das baterias, optamos em utilizar um banco de baterias 
de lítio-íon, que apresenta melhor custo e benefício, maior ciclo de vida, menor 
necessidade de manutenção e melhor eficiência de carga e descarga. 
 Para a realização do dimensionamento é necessário analisar a capacidade de 
energia do banco de baterias que está relacionada à autonomia do sistema. Visando 
suprir a demanda energética do shopping nos dias que ocorrerem pouca 
luminosidade e consequentemente pouca energia armazenada, os cálculos do 
dimensionamento levam em conta que a descarga de potência máxima é de 80% 
(VILLALVA, 2015) pois no mercado não há baterias que distribuem 100% de 
eficiência, sendo verificado esses resultados quando o SOC está em 20%. 
Foi verificado que a energia consumida mensalmente do shopping é 10.000 
kWh e considerando a taxa de energia consumida pelos módulos fotovoltaicos, 
iniciamos os cálculos, multiplicando a potência de carga pelo tempo de dois dias de 
autonomia da bateria, como representadona equação 1.13, que nos dará a 
capacidade de energia do banco de baterias. 
 𝐸 = 𝐸𝑎 ∗ 𝑡(1.13) 
Onde: 
𝐸𝑐𝑎 = Potência da carga [W]; 
𝑡 = Tempo de uso por dia [h]. 
 
 
Conhecendo a energia requisitada pela carga, a profundidade de descarga 
considerada e a eficiência do sistema, calcula-se a capacidade do banco de baterias, 
a partir da equação 1.14. Considerando a energia consumida diariamente, quantos 
30 
dias de autonomia o sistema deve ter e a profundidade de descarga do banco de 
baterias, conforme a equação 2 
𝐶𝑏 =
𝐸𝑐𝑎 ∗𝑁
𝑉𝑏∗ 𝑛𝑏 ∗ 𝐷𝑜𝐷
(1.14) 
 
Onde: 
𝐶𝑏 = Capacidade do banco de baterias [ah]; 
𝐸𝑎 = Energia demandada pela carga em [Wh] 
𝑁 = Dias que o banco irá fornecer energia sem o sol; 
𝑉𝑏= Tensão nominal do banco de baterias em [V]; 
 𝑛𝑏 = Eficiência do sistema 
𝐷𝑂𝐷 = Profundidade de descarga considerada. 
 
O número de baterias necessárias é obtido dividindo a capacidade do sistema 
de baterias pela capacidade de cada bateria de lítio, representada na equação 1.15, 
fornecida pela empresa BSL BATT, com seus dados técnicos representados na 
Tabela 1. 
 
𝑛 = 
𝐶𝑏
𝐶𝑖
(1.15) 
Onde: 
𝑛 = Número de baterias; 
𝐶𝑏 = Capacidade em [Wh] do banco de baterias; 
𝐶𝑖 = Capacidade individual da bateria. 
 
4.4 Simulação de custo 
 
Para uma a demanda energética mensal da empresa foi feita a análise de 
custos tanto do tipo de bateria utilizada quanto do sistema híbrido. Sabendo qual 
é o gasto de instalação e para manter o sistema solar-bateria ativo, o objetivo é ter 
conhecimento em quanto tempo a economia mensal da não utilização do gerador 
a bateria se iguala ao valor de instalação do sistema híbrido, e assim começar a 
31 
obter lucros com esse último sistema. 
Para a simulação do custo de instalação do sistema fotovoltaico, foi utilizado 
o orçamento desenvolvido pela empresa Detronic Energia junto com alguns 
cálculos iniciais para dimensionar a implementação, em que foi considerado o valor 
dos componentes do sistema e investimento da instalação. para estimar o custo 
de operação das baterias de lítio, foi feita uma pesquisa de mercado e foi 
considerado o menor valor da bateria. 
 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
5.1 Dimensionamento do sistema fotovoltaico-bateria 
 Com os valores da irradiação solar diária média em Uberlândia, apresentados na 
Tabela 4, foi possível perceber que o mês de junho foi o mês de menor irradiação 
solar durante o ano, o mês crítico, com uma média diária de 4,7 kWh/m2. Sabendo 
que a demanda energética mensal da empresa é de 10.000 kWh, tem-se que essa 
indústria consome diariamente cerca de 333,33 kWh, e, segundo a equação 1.1, 
possui uma potência de pico igual a 70,92kWp. 
 Serão utilizados na instalação desse sistema, módulos fotovoltaicos da marca 
Sunova, modelo SS-550-72-MDH uma vez que são as placas utilizadas pela Detronic 
Energia, empresa mentora deste trabalho. As especificações técnicas mais relevantes 
do painel fotovoltaico podem ser observadas na tabela 5 
 
Tabela 5 – Especificações técnicas do painel fotovoltaico 
Modelo SS-550-72-MDH 
Tensão disponível (Vmp) 40,83 V 
Potência Máxima (Pmáx) 550 Wp 
Comprimento da Placa (L) 2,279 m 
Largura da Placa (C) 1,134 m 
Fonte: Adaptado SUNOVA SOLAR (2020) 
 
 Sabendo que a empresa possui uma tensão de sistema de 220 V, determinou- se, 
32 
através da equação 1.2, que serão necessárias 6 placas dispostas em série em cada 
mesa e 24 mesas em paralelo (equação 1.3), totalizando, aproximadamente, 158 
módulos fotovoltaicos. Utilizando o método proposto pela Detronic Energia, equação 
1.4 e 1.5, com o fator de geração sendo conservador e igual a 115, observou-se que 
o número de placas necessárias para suprir a demanda energética da empresa foi 
igual a 158. 
 Já para a instalação dos módulos fotovoltaicos, determinou-se, através da equação 
1.7, que as placas deverão estar inclinadas aproximadamente 22,5° para o Norte, 
uma vez que a empresa está localizada no hemisfério Sul do planeta. Com essa 
inclinação, as placas fotovoltaicas irão apresentar uma altura igual a 0,872 m 
(equação 1.8), que somadas à altura do suporte, 0,30 m, totalizaram 1,172 m de 
altura, necessitando de uma distância mínima entre as mesas de 2,344 m, de acordo 
com a equação 1.9. 
 Desse modo, calculando a distância ocupada pela placa, equação 1.11, 
observou-se que esta ocupará 2,10 m, sendo necessário, portanto, a distância total 
mínima de 4,45m (equação 1.10) do início de uma mesa de módulos até o início da 
outra. De posse destes valores, a área mínima total necessária para a instalação 
dos painéis fotovoltaicos pôde ser calculada, segundo a equação 1.12, obtendo-se 
um valor igual a 725,034 m2. 
 No orçamento fornecido pela Detronic Energia, foram consideradas 158 placas 
fotovoltaicas de 550 W, da marca Sunova modelo SS-550-72-MDH. Além dos 
painéis, está incluído no orçamento um inversor solar da marca Sungrow, modelo 
SG75CX, as estruturas para instalação dos módulos ao solo, os cabos solares e o 
conector. O investimento necessário para implementar o sistema fotovoltaico híbrido 
pré-existente é de R$441.866,00, e esse valor será utilizado na próxima etapa para 
a análise de custo. 
 
5.2 Dimensionamento da bateria de lítio 
 
 Com o valor da potência da carga definido com base no dimensionamento dos 
módulos fotovoltaicos e considerando que o shopping funciona 12h por dia, com 
base na equação 1.13, vimos que a demanda energética de consumo dos módulos 
solares será de 1,0 kWh 
33 
 Com base na energia por hora consumida pelos módulos fomos capazes de 
calcular a capacidade da bateria (Cb), conforme representado na equação 1.14. 
Com base nos dados técnicos da placa apresentados na Tabela 1, a energia 
consumida pelos módulos e a quantidade de dias estipulados sem luminosidade, 
chegamos a um valor de 1,4 mAh 
 Tabela 6 - Dados técnicos da Bateria de Lítio 
 
 
Fonte: Autores, 2021 
 Por fim, para chegarmos no número de baterias necessárias para suprir a 
demanda dos módulos, com base da equação 1.15 e considerando 80% da 
capacidade da bateria, chegamos a um total de aproximadamente 10 baterias para 
suprir a demanda energética no shopping. 
 
5.3. Análise de custo-benefício do sistema fotovoltaico/baterias 
 
 Após a simulação de custos feita anteriormente, é possível prever em quanto tempo 
o sistema fotovoltaico/baterias gerará um retorno financeiro positivo para a empresa. 
34 
Como o Shopping opera 12 horas diárias, será desconsiderado, a partir do momento 
da implementação do sistema híbrido, qualquer consumo de energia elétrica 
eventualmente necessário, para que seja possível analisar se o sistema híbrido 
fotovoltaico/baterias de lítio será eficaz para suprir a demanda energética do 
Shopping Center. 
 Sabendo que o consumo mensal da empresa com energia elétrica é de 
aproximadamente R$950,00, tendo como base as tarifas da cidade de Uberlândia, 
após 679 meses (aproximadamente 56 anos) sem gastos com contas de luz, a 
empresa acumularia o suficiente para pagar a implementação do sistema híbrido 
fotovoltaico, no valor de R$645270,00. Essa estimativa foi feita considerando a 
quantidade de 158 módulos de valor unitário R$1880,00, e 10 baterias de lítio de valor 
unitário R$34.823,00. 
 Além disso, é importante ressaltar que os painéis solares podem precisar, no 
decorrer do tempo, de manutenção e limpeza, o que acarretaria gastos para o 
Shopping Center. No entanto, como são gastos possíveis e imprevisíveis, não 
recorrentes e de custo mínimo, optou-se por não os considerar na análise. Também 
foram desconsideradas algumas condições como o sombreamento, causado por 
outras construções ao redor e que podem interferir na energia captada pelos painéis 
fotovoltaicos. O local de instalação dos painéis também precisa ser analisado mais 
profundamente, pois o formato da cobertura podeapresentar inclinações, o que 
mudaria o projeto. 
 Vale ressaltar que o uso das baterias, apesar de seu elevado custo, é de suma 
importância para a eficácia do sistema implementado, uma vez que essas baterias 
serão as responsáveis pelo armazenamento de energia, possibilitando, assim, que o 
Shopping tenha condições de dar continuidade às suas atividades no período da 
noite. 
6. CONCLUSÃO 
As tecnologias de energia renovável estão cada vez mais em ascensão e o 
número de pesquisas e trabalhos sobre essa parte da engenharia vem se 
desenvolvendo. A implantação da energia renovável substituindo outras formas 
convencionais muito utilizadas implica na diminuição do impacto ambiental e o 
método de geração fotovoltaica é uma ótima alternativa. 
35 
No entanto, a implantação do sistema híbrido abordado nesse trabalho no 
shopping fictício se mostrou inviável. O custo financeiro do sistema é 
demasiadamente elevado para o tamanho do shopping e o tempo para atingir o 
retorno financeiro do investimento aconteceria em um período muito grande. 
A utilização desse sistema pode ser possível em cidades maiores e em 
shoppings centers de porte maior, consequentemente com uma economia superior. 
Dessa forma, o retorno financeiro poderia ser atingido de forma mais direta e 
descomplicada. 
6.1. Sugestão de trabalhos futuros 
O sistema híbrido pode ter outras fontes e utilizar baterias diferentes da bateria 
de lítio. Uma alternativa muito promissora seria a utilização do nióbio, um metal 
recém-descoberto e de grande potencial. Entretanto, devido ao fato de ser uma 
descoberta consideravelmente recente, ainda não existem muitos estudos sobre a 
utilização do mesmo para esse fim e consequentemente não foram fabricadas 
baterias para comércio. 
O Brasil é detentor de aproximadamente 90% do mercado de nióbio mundial e 
por isso, a CBMM (Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração) está dedicada 
ao desenvolvimento de novas tecnologias, como o emprego do nióbio em baterias de 
carros elétricos. Essas baterias podem ter maior vida útil e gerar energia limpa, 
garantindo uma energia renovável. 
 
 
 
36 
 
7. REFERÊNCIAS 
 
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