Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
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 AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELETRICA - ANEEL. Atlas de energia elétrica do Brasil. 2a edição. Brasília, DF, 2005. Disponível em <http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/atlas2005.zip>. Acesso em: 19 set 2021. BARBOSA, C. F. O.; PINHO, J. T. Situação da geração elétrica através de sistemas híbridos no estado do Pará e perspectivas frente à universalização da energia elétrica. Universidade Federal do Pará, 2004. Disponível em: <http://www.proceedings.scielo.br/scielo.php?pid=MSC0000000022004000200052 & script= sci_arttext & tlng=pt>. Acesso em: 12 set 2021. BRAGA, R. P.; Energia Solar Fotovoltaica: Fundamentos e Aplicações 2008. Monografia apresentada ao Curso de Engenheiro Eletricista da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Acesso em: 07 set 2021. BRASIL, Cristiane Figueira. Análise técnico-econômica e de eficiência dos principais tipos de baterias utilizadas e sistemas fotovoltaicos isolados. Universidade do Estado do Amazonas - Escola Superior de Tecnologia. Manaus. 2018. Disponível em: <http://repositorioinstitucional.uea.edu.br/bitstream/riuea/1095/1/An%C3%A1lise%20t% C3%A9cnico- econ%C3%B4mica%20e%20de%20efici%C3%AAncia%20dos%20principais%20tipos %20de%20baterias%20utilizadas%20em%20sistemas%20fotovoltaicos%20isolados.pd f#page50>. Acesso em: 21 set 2021. BÜHLER, Alexandre José. UMA REVISÃO SOBRE AS TECNOLOGIAS FOTOVOLTAICAS ATUAIS. Disponível em: file:///C:/Users/Positivo/Downloads/267- Texto%20do%20artigo-267-1-10- 20180416.pdf>. Acesso em: 19 de set 2021. CABRAL, Isabelle; VIEIRA, Rafael. Viabilidade econômica x viabilidade ambiental do uso de energia fotovoltaica no caso brasileiro: uma abordagem no período recente. Congresso Brasileiro de Gestão Ambiental, Goiânia, 2012. Disponível em: <https://www.ibeas.org.br/congresso/Trabalhos2012/X-003.pdf>. Acesso em: 12 set 2021. CEMIG. Atlas Solarimétrico de Minas Gerais. Volume II. 2016. Disponível em: <https://www.cemig.com.br/wp-content/uploads/2021/03/atlas-solarimetrico-vol-ii- mg.pdf>. Acesso em: 20 set 2021. CRESESB, Energia solar fotovoltaica. Disponível em: < http:// http://www.cresesb.cepel.br >. Acesso em: 19 de set 2021. DIAS, T. A. ESTRATÉGIAS DE CONTROLE DE FLUXO DE POTÊNCIA ASSOCIADAS À UTILIZAÇÃO DE BANCO DE BATERIAS EM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS A REDE ELÉTRICA. 2016. 116 p. Dissertação (Centro de Engenharia Elétrica e Informática Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica). Acesso em: 25 set 2021. FILHO, Gustavo José Luna. Previsão da autonomia de bateria de chumbo-ácido aplicada a sistemas híbridos de geração de energia utilizando o método KiBaM. Universidade Federal de Pernambuco - Centro de Tecnologia e Geociências. Recife. 2017. Disponível em: <https://www.ufpe.br/documents/39830/1359036/296_GustavoLunaFilho/61b59ca2- 5821-4eed-98a6-8e25c615f1ca>. Acesso em: 21 set 2021. http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/atlas2005.zip http://www.proceedings.scielo.br/scielo.php?pid=MSC0000000022004000200052&script=sci_arttext&tlng=pt http://www.proceedings.scielo.br/scielo.php?pid=MSC0000000022004000200052&script=sci_arttext&tlng=pt https://www.ibeas.org.br/congresso/Trabalhos2012/X-003.pdf 37 FREITAS, Bruna N. Análise de um sistema fotovoltaico de geração distribuída com bateria integrada de alto desempenho. Universidade Federal de Santa Catarina, 2017. Disponível em: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/bitstream/handle/123456789/182221/TCC_FINAL_BRU NA.pdf?sequence=1&isAllowed=y. Acesso em: 25 set 2021. HANKE, Felipe. Quais os principais componentes de uma usina fotovoltaica? Solarvolt. Disponível em: < https://www.solarvoltenergia.com.br/blog/componentes- usina-fotovoltaica/ >. Acesso em: 19 set 2021. LIMA, M. S.; GOUVEIA, A. M. Sistema híbrido eólico e solar off-grid. Centro Universitário UNIFAFIBE, Julho 2018. Disponível em: <http://repositorio.unifafibe.com.br:8080/xmlui/handle/123456789/21>. Acesso em: 12 set 2021. MAESTRI, Hugo G. Dimensionamento de um Sistema Fotovoltaico autônomo para alimentação de um dispositivo de monitoramento de parâmetros elétricos em linhas de transmissão. Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2018. Disponível em: <https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/183633/TCC_Hugo_Guilherme _Maestri.pdf?sequence=1&isAllowed=y>. Acesso em: 15 set 2021. MEDEIROS, Fernanda R. Análise da Eficiência Energética de um Shopping Center - Estudo de Caso. Universidade Federal do Mato Grosso do Sul, 2014. Disponível em: <http://engeletrica.sites.ufms.br/files/2018/10/TCC-Fernanda-R.-de-Medeiros.pdf>. Acesso em: 25 set 2021. NÓBREGA, F. A. da et al. DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS OFF-GRID PARA ABASTECIMENTO DE CASAS POPULARES NO MUNICÍPIO DE PATOSPB. 2016. Acesso em: 23 set 2021. PEREIRA, A. C.; Geração de Energia para Condomínio Utilizando Sistema Fotovoltaico Autônomo – Estudo de Caso em Edifício Residencial com Seis Pavimentos, 2010. 46f. Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Construção Civil da Escola de Engenharia UFMG. Acesso em: 04 set 2021. PEREIRA, Cleber Jonatan Gomes. Análise do sistema híbrido do centro de pesquisa canguçu por simulação computacional. Instituto federal de educação, ciência e tecnologia, 2017. PINHO, J.T.; BARBOSA, C.F.O.; PEREIRA, E.J.S; SOUSA, H.M.S; BLASQUES, L.C. Sistemas híbridos – Soluções energéticas para a Amazônia. 1 ed. Brasília, Brasil: Ministério de Minas e Energia, 2008. 396 p. PORTUGAL, Virgínia. Eficiência Energética no Setor de Shopping Centers. Viável arquitetura, 2007. Disponível em: <http://viavelarquitetura.com.br/noticias_interna.php?id=13>. Acesso em: 12 set 2021 RIBEIRO, C. H. M. ; Implantação de um Sistema de Geração Fotovoltaica, 2012. 75f. Monografia apresentada ao Curso de Engenharia de Controle e Automação da UniversidadeFederal de Ouro Preto como parte dos requisitos para a obtenção do Grau de Engenheiro de Controle e Automação. Acesso em: 19 set 2021. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/bitstream/handle/123456789/182221/TCC_FINAL_BRUNA.pdf?sequence=1&isAllowed=y https://repositorio.ufsc.br/xmlui/bitstream/handle/123456789/182221/TCC_FINAL_BRUNA.pdf?sequence=1&isAllowed=y https://www.solarvoltenergia.com.br/blog/componentes-usina-fotovoltaica/ https://www.solarvoltenergia.com.br/blog/componentes-usina-fotovoltaica/ http://repositorio.unifafibe.com.br:8080/xmlui/handle/123456789/21 https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/183633/TCC_Hugo_Guilherme_Maestri.pdf?sequence=1&isAllowed=y https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/183633/TCC_Hugo_Guilherme_Maestri.pdf?sequence=1&isAllowed=y http://engeletrica.sites.ufms.br/files/2018/10/TCC-Fernanda-R.-de-Medeiros.pdf http://viavelarquitetura.com.br/noticias_interna.php?id=13 38 ROSA, Artur Rech. VILLAS-BOAS, Valquíria. Estudo de Adequações em um Aeroporto Regional para Alcançar a Eficiência Energética de Forma Renovável. SCIENTIA CUM INDUSTRIA (SCI. CUM IND.), Caxias do Sul, v. 4, n. 1, p 21-31, 2016. Disponível em:<https://doaj.org/article/0955b7ab49444063aa96f382789a5206>. Acesso em: 05 de outubro de 2021. ROSOLEM, Maria de Fátima; MARQUES, Felipe Lima; et al. Desenvolvimento de bateria de lítio-íon nacional para sistemas fotovoltaicos. VII Congresso Brasileiro de Energia Solar –Gramado. 2018. Disponível em: <https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/295/295>. Acesso em: 20 set 2021. SCHNEIDER, Francielle Pareja. Comparação de sistemas de geração de energia utilizando gerador a diesel e painéis fotovoltaicos para áreas rurais isoladas. 74f. 2019. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná. Cascavel, Paraná, 2019. Disponível em: <http://tede.unioeste.br/bitstream/tede/4247/5/Francielle_Schneider2019.pdf>. Acesso em: 19 de setembro de 2021. SEGUEL, J. I. L.; Projeto de um sistema fotovoltaico autônomo de suprimento de energia usando técnica MPPT e controle digital. 2009. Curso de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2009. Acesso em: 25 set 2021. SILVA, Lúcia M. R. Dimensionamento de sistema híbrido de energias renováveis para geração de energia elétrica em estação elevatória de esgoto. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Janeiro. 2018. Disponível em: <https://lume.ufrgs.br/handle/10183/179914>. Acesso em: 12 set 2021. STA - Sistemas e Tecnologia Aplicada. Baterias de lítio íon - fosfato de lítio ferro. Rontek. Disponível em: <https://www.sta-eletronica.com.br/artigos/baterias- recarregaveis/baterias-de-lifepo4/baterias-de-litio-ion-fosfato-de-litio-ferro-lifepo4-lfp>. Acesso em: 19 set 2021. STA - Sistemas e Tecnologia Aplicada. Vantagens e desvantagens da bateria de lítio- ferro. Rontek. Disponível em: <https://www.sta-eletronica.com.br/artigos/baterias- recarregaveis/baterias-de-litio/vantagens-e-desvantagens-da-bateria-de-litio-ferro-life- ou-lifepo4->. Acesso em: 20 set 2021. VILLAIVA, Marcelo Gardela; GAZOLI, Jonas Rafael. Energia Fotovoltaica: conceito e aplicação sistema isolados e conectados à rede. 2ªEdição Revisada e Atualizada, Editora Saraiva,2017. Acesso em: 20 set 2021 https://lume.ufrgs.br/handle/10183/179914 39
Compartilhar