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CURSO AVANÇADO REGULAÇÃO, PROJETO, COMISSIONAMENTO E OEM 1 Agenda 1. Projeto de Usina FV de Minigeração Distribuída * Análise de Viabilidade Técnica * Dimensionamento do Projeto com PVSyst * Análise de Sombreamento mútuo em PVsyst * Estudo de Viabilidade Econômica UC do Grupo A * Gestão do projeto civil, Mecânico e Elétrico * Análise de Desempenho de Geração 2. Regulação e Modelos de Negócios * Resolução Normativa ANEEL nº 414, 482e 687. * Modelos de Negócios PPA e BOT * Modelos de Consórcio, Cooperativas, Condomínios, Aluguel de Telhado, Locação de Usinas, Locação de hub, Contrato de Performance. * Distribuição e uso de excedentes e créditos. * Compensação em diferentes postos tarifários. * Riscos da Revisão da Resolução nº 482/2012 Curso Regulação, Projeto, Comissionamento e OEM de Minigeração Agenda 3. Comissionamento conforme NBR 16274 * Inspeção do sistema CC * Inspeção do sistema CA * Inspeção da proteção * Ensaios de categoria 1 * Ensaios de categoria 2 * Ensaios adicionais 4. OEM de Usinas de Minigeração * Plano de OEM * Gestão de Documentos e Manutenção de Registros * Software SCADA * Operação de Planta FV * Manutenção Preventiva/Corretiva. * Contrato de OEM e Garantia de Desempenho Curso Regulação, Projeto,Comissionamento e OEM de Minigeração MERCADO DE ENERGIA MERCADO DE ENERGIA • Central geradora de capacidade reduzida • Qualquer fonte (renováveis incentivadas) • Autorizada a comercializar a energia • Registro efetuado junto à ANEEL • Unidade consumidora com geração • Fonte renovável ou cogeração qualificada • Sistema de Compensação de Energia • Registro efetuado junto à distribuidora Centrais Geradoras de Pequeno Porte (até 5MW) REN n° 482/2012 Lei n° 9.074/1995 Geração Distribuída: Resolução Nº 482/2012 Micro e mini geração Distribuída • Renováveis ou cogeração qualificada • Unidade consumidora Micro GD • < 75 kW Regulamentação • Resolução Normativa n° 482/2012 • Resolução Normativa n° 687/2015 Mini GD • 75 – 5.000 kW Sistema de Compensação de Energia Elétrica 7 Área comum Mesma área de concessão Mesma titularidade GD junto à carga Condomínio com GD Autoconsumo remoto Mesma área de concessão Diferentes titularidades (consórcio/cooperativa) Geração Compartilhada Sistema de Compensação de Energia Elétrica Produto Contrato entre empresa solar e cliente: - Locação - PPA / BOT - Venda parcelada, etc Local da Compensação de Energia Casa / terreno de posse ou alugada pelo cliente final Outros imóveis do mesmo proprietário na área concessão Área comum do condomínio Apartamentos / casas / escritórios dos condôminos no condomínio conforme rateio Apartamentos / casas / escritórios dos consorciados em outras áreas (mas mesma concessão) conforme cotas Sistema Fotovoltaico Equipamentos podem ser de posse da empresa solar Unidade Consumidora (UC)/Cliente Cliente final (residência/comér- cio/indústria é titular da UC (da conta de luz) O condomínio é a UC titular e cliente Preciso comprovar condomínio/condô minos e o rateio Consórcio/Coopera tiva é UC titular/cliente Clientes devem ser cotistas do consórcio G er aç ão C o m p a rt il h a d a A u to -c o n s u m o re m o to C o n d o m ín io s Local da Geração FV Casa / terreno de posse ou alugada pelo cliente final Área comum do condomínio Área remota permitida Titular da UCdeve ter posse da área (mesmo que seja aluguel da área) Modelo de Negócio 8 Modelos de Negócios 9 CLIENTE DISTRIBUIDORA Empresa Solar CLIENTE Empresa Solar PPA / Locação / Leasing de equipamento Venda Financiada de equipamento Instalação, manutenção e monitoramento Pagamento de mensalidade DISTRIBUIDORA Instalação, manutenção e monitoramento Acordo Operativo vs. Sistema de compensação Acordo Operativo vs. Sistema de compensação Compra parcelada 9 B.O.T ou BOT = Build, Operate and Transfer Modelos de Negócios BOT: PPA: Modelos de Negócios Vantagens: • Mais fácil de acontecer no mercado cativo, pois cliente amortiza a instalação e deixa de pagar a concessionária (de quem atualmente compra energia cara). Desvantagens: • Competitividade atual do mercado livre desestimula possíveis clientes a ter sua própria geração e fechar um contrato longo de fornecimento. Restrições: • Encontrar investidores no contexto atual brasileiro; incertezas sobre o futuro do mercado desestimula contratos longos. Vantagens: • Cliente paga somente o que foi gerado; custo inicial zero (solar com zero up- front cost) Desvantagens: • Competitividade atual do mercado livre desestimula possíveis clientes a ter sua própria geração e fechar um contrato longo de fornecimento. Restrições: • Legislação brasileira não permite venda de energia livre a todos os consumidores; Políticas protecionistas. CONTRATO DE COMPRA DE ENERGIA - PPA 12 Lista de verificação do Contrato de Compra de Energia Específico para Energia Solar (PPA) Os termos do PPA especificam a capacidade instalada esperada do projeto solar fotovoltaico (em MW) e a produção anual prevista de eletricidade em MWh. O PPA inclui provisão de "aceitar ou pagar", ou especifica o volume de energia a ser transacionado e as penalidades por não entregarem. O prazo do PPA atende ou excede o prazo de pagamento da dívida. Condições para começar acordado com off-taker. Arranjos de medição em vigor que estejam alinhados com o código nacional, inclusive para instalação e propriedade. Os termos do contrato de empréstimo, contrato de conexão de grade, contrato de EPC e O&M estão alinhados com os termos do PPA. Obrigações para conformidade de código de grade incluídas no PPA. O PPA descreve claramente como a redução será tratada, incluindo como os danos liquidados serão calculados. Cessão e direitos de inter-in estabelecidos. O PPA define limites de passivos, eventos de rescisão antecipada e métodos para calcular pagamentos de rescisão. Revisão da REN 482/2012 Jun. 2018 • CP 10/2018 Jan. 2019 • AP 01/2019 AIR Jun. 2019 • AP Minuta Resolução Dez. 2019 • RPO Resolução . Comparação referente a qualidade técnica das propostas : Foram analisados 17 itens básicos e relevantes para a REN482 CBEE PL-2215 1) Preserva o direito adquirido para os que já possuem GD ? 2) Define detalhadamente uma transição das regras atuais para as novas ? 3) Extingue o custo de disponibilidade pago pelos prosumidores em BT ? 4) Dá previsibilidade ao setor pois delimita datas os invés de % ? 5) Possibilita a entrada de mais 70 milhões de consumidores em GD? 6) Não tem limite para o índice de penetração de GD no sistema (%) ? 7) Prevê o uso da TUSDg - ~ ¼ do valor da atual TUSD fio B utilizada ? parcial 8) Cria definições para a Geração Distribuída (prosumidor, SCEE, etc) ? parcial 9) Trata do atendimento às solicitações de acesso ? 10) Descreve a contratação do sistema de distribuição de energia ? 11) Trata do sistema de compensação de energia elétrica ? SIM NÃO CBEE: Código Brasileiro de Energia Elétrica (Art. 187 a Art. 206) – em consulta pública Revisão da REN 482/2012 Fonte: ABGD . Comparação referente a qualidade técnica das propostas : Foram analisados 17 itens básicos e relevantes para a REN482 CBEE PL-2215 12) Descreve a conexão da unidade geradora remota ? 13) Regula as informações disponibilizadas nas faturas ? 14) Regula a remuneração pelo uso do fio através da TUSD FIO B ? (TUSDg) ?? 15) Mantém o marco regulatório para as instalações de GD existentes ? 16) Descreve detalhadamente os critérios de transição ? 17) Propõe critérios de utilização da CDE na transição ? Conclusão: O projeto da CBEE (apoiado pela ABGD) está muito bem fundamentado, detalhado e trata o assunto em profundidade olhando todo o setor, além disso, não estabelece limites de penetração, prevê data para a transição, dá segurança e previsibilidade para o segmento de GD. CBEE é a única propostaque extingue o custo de disponibilidade (hoje o prosumidor paga 2 vezes....) SIM NÃO CBEE: Código Brasileiro de Energia Elétrica (Art. 187 a Art. 206) – em consulta pública Revisão da REN 482/2012 Fonte: ABGD . Comparação referente a chances políticas de aprovação : Foram analisadas as chances de tramitação positiva na Câmera dos Deputados CBEE PL-2215 A) É parte integrante do novo Código Brasileiro de Energia Elétrica ? B) Foi apresentado oficialmente à ANEEL, CCEE, EPE e MME ? C) Será apresentado como substitutivo de um PL e como parte do Marco Regulatório do Setor Elétrico Brasileiro ? D) Defendido pelo presidente da Frente Parlamentar de Energias Renováveis? E) Defendido pelo relator do Código Brasileiro de Energia Elétrica ? F) Estava pronto e na iminência de ser apresentado e votado em 2020 ? parcial parcial Obs: o PL-2215 está com urgência urgentíssima na Câmera há meses, no entanto, não foi ao menos pautado o que demonstra pouca força de aprovação no Congresso. SIM NÃO CBEE: Código Brasileiro de Energia Elétrica (Art. 187 a Art. 206) – em consulta pública Revisão da REN 482/2012 Fonte: ABGD . Prós e contras de cada modelo: POR DATA LIMITE: POR % DE PENETRAÇÃO CBEE PL-2215 Previsibilidade exata da data da mudança das regras. Imprevisibilidade para as empresas que nunca saberão a data exata de mudança das regras. Não tem limite máximo de percentual de penetração. Limita ao máximo de 15% a penetração. Permite que todas empresas possam protocolar projetos, mesmo os pequenos, até a data limite. Permite que 1 ou poucas empresas tenham domínio quase que total da potência instalada. Estimula a concorrência entre todas as empresas: pequenas, médias e grandes. Uma ou duas empresas grandes podem atingir todo o percentual de penetração. Todos sabem a data exata e não dependem de informações das distribuidoras. Transfere o poder da informação para as distribuidoras. apoiado pela ABGD !! CBEE: Código Brasileiro de Energia Elétrica (Art. 187 a Art. 206) – em consulta pública Revisão da REN 482/2012 Fonte: ABGD . Entendendo o ante-projeto de GD no Código Brasileiro de Energia Elétrica (CBEE): Foram propostas 4 categorias de GD, visando adequar as particularidade de cada uma deles referente ao uso da rede, perfil de prosumidor e incidência tributária. • Geração Local • Geração Compartilhada residencial • Geração Compartilhada comercial • Autoconsumo remoto Obs: entrada em 2021 será postergado para 2022 ou além devido ao atraso na aprovação. CBEE: Código Brasileiro de Energia Elétrica (Art. 187 a Art. 206) – em consulta pública Fonte: ABGD Revisão da REN 482/2012 A legislação difere as tarifas e a forma de cobrança em função do tipo de cliente e da tensão de alimentação (que por sua vez é definida pela potência (a demanda máxima) que você vai solicitar). Essa divisão é o que a ANEEL chama de CLASSES DE CONSUMO, resumidas na tabela abaixo: Grupo A – Alta Tensão Grupo B – Baixa Tensão SISTEMA TARIFÁRIO - CLASSIFICAÇÃO 19 SISTEMA TARIFÁRIO - CLASSIFICAÇÃO Grupo A – É composto por unidades consumidoras com fornecimento de energia em tensão igual ou superior a 2.300 V. Estes consumidores pagam pelo consumo (kWh) e pela emanda (kW). Custo da fatura: Consumo: 3.450 kWh, tarifa = R$ 0,22/kWh Demanda faturada: 80 kW, tarifa = R$ 25,00/KW Valor da fatura: (1) 3.450 x 0,25 = R$ 862,50 (2) 80 x 25,00 = R$ 2.000,00 Valor total = (1) + (2) = R$ 2.862,50 SISTEMA TARIFÁRIO - CLASSIFICAÇÃO SISTEMA TARIFÁRIO - CLASSIFICAÇÃO 22 SISTEMA TARIFÁRIO - CLASSIFICAÇÃO 23 FATURAMENTO NO SISTEMA DE COMPENSAÇÃO 24 Consumidor do grupo A (alta tensão) Neste segundo exemplo, vamos considerar uma unidade consumidora comercial na cidade de Fortaleza, com as seguintes características: •Tensão: 13,8 kV; •Tarifa: Azul; •Demanda na Ponta: 100 kW; •Demanda Fora da Ponta: 400 kW; •Potência instalada de minigeração: 350 kW (pico). Para as unidades consumidoras que dispõem de tarifa horária, a energia injetada deve ser utilizada, prioritariamente, para abater o consumo mensal no mesmo período (ponta ou fora ponta). Caso haja sobra, esse saldo será utilizado para reduzir o consumo no outro posto tarifário, após a aplicação de um fator de ajuste. FATURAMENTO NO SISTEMA DE COMPENSAÇÃO 25 No exemplo em questão, houve um excedente de energia injetada na rede no período fora de ponta. Esse saldo, para abater o consumo do período de ponta, deve ser submetido ao fator de ajuste. O fator de ajuste é o resultado da divisão do valor de uma componente da tarifa (a componente TE – Tarifa de Energia) de ponta pela fora de ponta (nos casos do excedente ser originado no posto tarifário ponta), ou da tarifa fora de ponta pela tarifa de ponta, quando o excedente surgir no posto fora de ponta. FATURAMENTO NO SISTEMA DE COMPENSAÇÃO 26 Aplicado o fator de ajuste no nosso exemplo, resultou um crédito de 1.799 kWh a ser utilizado na ponta, a fim de abater o consumo daquele posto tarifário. (Líquido ponta => 7.895 - 1.799 = 6.096 kWh) FATURAMENTO NO SISTEMA DE COMPENSAÇÃO 27 Aplicado o fator de ajuste no nosso exemplo, resultou um crédito de 1.799 kWh a ser utilizado na ponta, a fim de abater o consumo daquele posto tarifário. (Líquido ponta => 7.895 - 1.799 = 6.096 kWh) FATURAMENTO NO SISTEMA DE COMPENSAÇÃO 28 Considerando 12 meses de faturamento, haverá créditos de energia excedente no horário fora de ponta nos meses de janeiro, fevereiro e outubro, os quais serão utilizados para reduzir o consumo no horário de ponta, após a devida aplicação do fator de ajuste. 29 FATURAMENTO NO SISTEMA DE COMPENSAÇÃO Condomínio com geração distribuída Consideremos que um condomínio comercial é atendido em alta tensão (Grupo A, e possui 4 lojas instaladas dentro do mesmo local, as quais são atendidas em baixa tensão (Grupo B). Para tanto, serão consideradas as características técnicas abaixo: •Tensão: 13,8 kV; •Tarifa: Azul; •Demanda na Ponta: 100 kW; •Demanda Fora da Ponta: 400 kW; •Potência instalada de minigeração: 350 kW (pico). 30 FATURAMENTO NO SISTEMA DE COMPENSAÇÃO DESENVOLVIMENTO DE PROJETO USINA FOTOVOLTAICA 31 ETAPA 1 CONCEITUAL E IDENTIFICAÇÃO DO LOCAL ETAPA 2 ESTUDO DE PRÉ-VIABILIDADE ETAPA 3 ESTUDO DE VIABILIDADE ETAPA 4 FINANCIAMENTOS/CONTRATOS ETAPA 5 PROJETO DETALHADO ETAPA 6 CONSTRUÇÃO ETAPA 7 COMISSIONAMENTO Identificação de possíveis sites Financiamento do desenvolvimento de projetos Desenvolvimento de conceito técnico básico Avaliação de diferentes opções técnicas Custos/benefícios aproximados Permitindo necessidades Avaliação de mercado Avaliação técnica e financeira Avaliação das opções de financiamento Iniciação do processo de autorização Desenvolvimento de conceito técnico básico Estratégia de contratação Seleção de fornecedores e negociação de contratos Financiamento de projeto Elaboração de design detalhado Elaboração da implementação do projeto Finalização do processo de autorização Supervisão de construção Teste de desempenho – Classes I e II. DESENVOLVIMENTO DE PROJETO USINA FOTOVOLTAICA - CONCEITO 32 • Verificação de Viabilidades: • Ambiental – Instituto Meio Ambiente (IBAMA/IMA Estadual/Municipal) • Fundiária - Cadastro Nacional de Imóveis Rurais - CNIR • FUNAI - Portaria Interministerial nº 060 de 24 de março de 2015 e Instrução Normativa nº 02 de março de 2015. • IPHAN - Ficha de Caracterização de Atividade (FCA) • DNPM - SIGMINE - Sistema de Informações Geográficas da Mineração • Prefeitura – Licença de Parcelamento do Solo / Licença da Obra • Cartório de Registro de Imovéis ou Cadastro INCRA • Local adequado identificado levando em conta as restrições do local. • Acesso à rede (proximidade, capacidade e viabilidade financeira e técnica). • Fundos apropriados disponíveis para a realização das avaliações de viabilidade. • Contrato de compra mínima garantida (off-taker agrimeent) • Infraestrutura disponível para obra – (acesso viário,agua, hospedagem) DESENVOLVIMENTO DE PROJETO USINA FOTOVOLTAICA – PRE - VIABILIDADE 33 • Avaliação do local e áreas de fronteira, incluindo permissões de acesso e restrições. • Design conceitual concluído, incluindo a consideração de opções de tecnologia e seus impactos financeiros. • Custos aproximados para terra, equipamentos, entrega, construção e operação identificados juntamente com a receita prevista. • Rendimento de energia indicativo concluído. • Identificação da tarifa de eletricidade antecipada a ser recebida e revisão dos termos/condições esperados dos PPAs. • Análise financeira detalhada concluída. • Custo e probabilidade de alcançar a conexão de rede nas escalas de tempo identificadas. • Principais restrições ambientais identificadas. • Avaliação do futuro regulatório atual e potencial concluído. • Conceito inicial da estrutura jurídica/societária do projeto. • Soluções para desafios de projetos. • Identificar todos requisitos do projeto/custos identificados. • Cronograma/fluxo de trabalho preliminar do projeto mostrando espaçamento das principais atividades elaboradas. DESENVOLVIMENTO DE PROJETO USINA FOTOVOLTAICA – VIABILIDADE 34 • Plano detalhado do local produzido. • Recursos solares avaliados, incluindo avaliação de sombreamento. • Características ambientais que podem afetar o desempenho identificado. • Revisão detalhada das considerações ambientais. • Revisão detalhada das licenças necessárias realizadas. • Avaliação do Capex para opções de tecnologia e fornecedor; custo/benefício para opções e localização do projeto concluída. • Discussões de pré-aplicação com autoridade local de consentimento de inicio da obra. • Consultas iniciais com as principais partes interessadas, inclusive da comunidade concluídas. • Avaliação de conexão de rede concluída. • Previsão de rendimentos de energia estabelecidos. • Nova avaliação da tarifa de eletricidade antecipada realizada. • Análise financeira realizada. Financiamento preliminar planejado. • Plano de implementação do projeto desenvolvido. • Opções de contratos de locação, compra ou acesso à terra (quando necessário) assegurados. • Avaliação e conceito da estrutura comercial do projeto e da empresa de projetos(s) realizados. DESENVOLVIMENTO DE PROJETO USINA FOTOVOLTAICA – CONTRATOS 35 • Elaboração e apresentação de pedidos de licença e licença relevantes. • Avaliações ambientais e sociais (conforme necessário) concluídas. • Aplicativo de conexão de rede preparado e enviado. Contrato de conexão de rede assinado. • Revisão das condições de projeto e permissão/licenciamentos concluídas. • Abordagem de estratégia de contratação determinada. • Estrutura de financiamento decidida. Financiamento garantido para o projeto. • O engajamento da comunidade ou das partes interessadas foi concluído. • Documentação de licitação de compras do Equipamentos, BOS, BOP solar pv preparada. • Seleção e classificação de fornecedores realizados. • Documentação do PPA preparada. • Contratos de O&M preparados. • Contratação do EPC, Engenheiro responsável, ART CREA, e demais contratações de utilidades realizados. DESENVOLVIMENTO DE PROJETO USINA FOTOVOLTAICA – CONTRATOS 36 • Seguro total relevante adquirido e contratado – Seguro All Risks: | Incêndio | Raio ou explosão de qualquer natureza | Danos elétricos | Roubo ou furto qualificado | Vendaval | Granizo | Outras situações previstas em apólice. • Relatórios e Analises de viabilidades preparadas. • Licitação e avaliação de licitantes para todos os contratos realizados. • Negociações contratuais concluídas. • Rendimento de energia calculado e concluído. • Modelo financeiro bancário detalhado concluído DESENVOLVIMENTO DE PROJETO USINA FOTOVOLTAICA – CONTRATOS 37 • Análise de transporte (se necessário) realizada. • Todos os acordos de cessão de terra e acesso finalizados. • Análise de risco do projeto concluída. • PPA finalizado com off-taker – Contrato Minímo de compra de energia. • Plano detalhado de implementação do projeto finalizado. • Diligência técnica e jurídica concluída (se necessário). DESENVOLVIMENTO DE PROJETO USINA FOTOVOLTAICA – ENGENHARIA 38 Desenvolvimento de Projeto Fotovoltaico Detalhado O contratante da EPC elaborará a documentação detalhada necessária para que a usina solar fotovoltaica seja licitada e construída. A seguinte documentação será preparada: • Design detalhado do layout. • Projeto civil detalhado (edificações, fundações, drenagem, estradas de acesso). • Projeto elétrico detalhado. • Produção de energia revisada. • Planos de construção. • Cronograma do projeto. • Matriz de interface. • Planos de comissionamento. 39 - Projeto Básico (Arranjo + Unifilar simplificado); - Projeto CIVIL Completo (Validação da estrutura existente, drenagem, terraplenagem, pavimentação, locação e edificações para instalação dos eletrocentros/subestações); - Realização de sondagem geotécnica à percussão, tipo SPT da área que será localizada o eletrocentro/subestação*; DESENVOLVIMENTO DE PROJETO USINA FOTOVOLTAICA – ENGENHARIA - Homologação de fornecedores de materiais; - Projeto executivo do Layout das Placas/Mesas/Eletrocentros/Utilida des; - Projeto Elétrico Completo da Rede CC das Strings; - Projeto Elétrico Completo da Rede CA em BT/MT; - Projeto Elétrico Completo da SE de Proteção MT/AT*(Caso seja necessária); 40 - Projeto Elétrico Completo da Medição de Faturamento; - Projeto Elétrico Completo de SPDA; - Projeto Elétrico Completo da Malha de aterramento; - Diagrama Unifilar Geral Simplificado e Diagrama de Blocos;; - Estudo de Curto-Circuito de toda instalação; - Detalhes Construtivos em 3D; - Projeto de Seletividade e Coordenação da Proteção; - Projeto de Automação FULL para Monitoramento Energético (topologia/materiais); - Memorial de Cálculo da SE 15kV / 69kV*(Caso necessária); - Memorial Descritivo Geral contendo todas as premissas para aprovação e construção; - Lista de Documentos Geral; DESENVOLVIMENTO DE PROJETO USINA FOTOVOLTAICA – ENGENHARIA MODELO EPC 41 CENTRALIZADA X DESCENTRALIZADA 42 Combiner Box CAPEX X OPEX 43 Custos médios para um projeto fotovoltaico solar no solo MODULO FOTOVOLTAICO 44 MODULO FOTOVOLTAICO 45 Teste Descrição Comentário IEC 61215 Módulos de silício cristalino (c-Si) - Qualificação de design e aprovação de tipo Inclui testes para ciclismo térmico, umidade e congelamento, estresse mecânico e resistência à torção e granizo. A certificação padrão utiliza uma pressão de 2.400Pa, em locais de neve pesada em condições de 5.400Pa. IEC 61646 Módulos de filme fino - Qualificação de design e aprovação de tipo Muito semelhante à certificação IEC 61215, mas um teste adicional considera especificamente a degradação adicional de módulos de filme fino. EN/IEC 61730 Qualificação de segurança do módulo PV Safety Class O - Aplicações de acesso restrito. Safety Class II - Aplicações gerais. Safety Class III - Aplicações de baixa tensão (LV). IEC 60364-4-41 Proteção contra choque elétrico • Durabilidade. • Alta força dielétrica. • Estabilidade mecânica. • Espessura e distâncias de isolamento. IEC 61701 Resistência à névoa salgada e corrosão Necessário que módulos sejam instalados perto da costa ou para aplicações marítimas. IEC 61853-1 Teste de desempenho do módulo fotovoltaico e classificação de energia Descreve os requisitos para avaliar o desempenho do módulo PV em termos de classificação de potência sobre uma série de irradiações e temperaturas. IEC 62804 Teste de durabilidade da tensão do sistema para módulos c-Si Descreve o procedimento de teste e as condições para a realização de um teste de PID. O módulo será considerado resistente ao PID se a perda de energia for inferior a 5% após o teste. UL 1703 Código Nacional de Energia Elétrica, a Administração de Segurança e Saúde Ocupacional e a Associação Nacional de Prevenção de Incêndios. Underwriters Laboratories Inc. (UL) é uma empresa dos EUA independente de certificação de teste de segurança de produtos baseada na NationallyRecognised Testing Laboratory (NRTL). Certification by an NRTL is mandatory in the U.S. MODULO FOTOVOLTAICO - BANKABILITY A "capacidade bancária" de um módulo pode ser entendida de diferentes formas por desenvolvedores, financiadores e fabricantes de módulos. A "capacidade bancária" geralmente inclui uma avaliação geral de: • Características técnicas do módulo. • Qualidade da fábrica. • Procedimentos de certificação e teste. • Histórico da empresa e do módulo. • Condições de garantia. • Posição financeira da empresa. 46 MODULO FOTOVOLTAICO - BANKABILITY 47 Os testes avaliam as falhas de segurança e desempenho, conforme a IEC 61215, avaliação de arquivos PAN pelo Pvsyst e demais analises de operação dos modulos em campo. De 22 fabricantes e 144 módulos avaliados, 73 módulos foram avaliados como Top Performers em um ou mais indicadores: • 78% usam células PERC. • 77% usam half cells. • 26% são bifaciais. • 13% são vidro-vidro. INVERSORES 48 Lista Indicativa de Padrões relacionados com inversores EN 61000-6-1: 2007 Compatibilidade eletromagnética (EMC). Padrões genéricos. Imunidade para ambientes residenciais, comerciais e leves. EN 61000-6-2: 2005 Emc. Padrões genéricos. Imunidade para ambientes industriais. EN 61000-6-3: 2007 Emc. Padrões genéricos. Padrão de emissão para ambientes residenciais, comerciais e leves industriais. EN 61000-6-4: 2007 Emc. Padrões genéricos. Padrão de emissão para ambientes industriais. EN 55022: 2006 Equipamento de tecnologia da informação. Características de perturbação de rádio. Limites e métodos de medição. EN 50178: 1997 Equipamentos eletrônicos para uso em instalações elétricas. IEC 61683: 1999 Photovoltaic systems—Power conditioners—Procedure for measuring efficiency. IEC 61721: 2004 Characteristics of the utility interface. IEC 62109-1&2: 2011- 2012 Safety of power converters for use in photovoltaic power systems. IEC 62116 : 2008 Islanding prevention measures for utility-interconnected photovoltaic inverters. INVERSORES - FDI 49 O inversor Sungrow SG8K3-D, com potência nominal de 8,3kW, com 2MPPT’s (Até 3 strings ao todo), em conjunto com módulos Canadian Solar CS3U-360P. Este inversor possui 3 entradas individuais, com tensão CC limite de 600V MPPT1 7 módulos 9 módulos 10 módulos 11 módulos MPPT2-1ª Entrada 8 módulos 9 módulos 10 módulos 11 módulos MPPT2-2ª entrada 8 módulos 9 módulos 10 módulos 11 módulos Potência (kWp) 8,28 kWp 9,72 kWp 10,80 kWp 11,88 kWp Oversizing (kWp/kW) -0,24% 17,11% 30,12% 43,13% Potência (kWp) 8,28 kWp 9,72 kWp 10,80 kWp 11,88 kWp Oversizing (kWp/kW) -0,24% 17,11% 30,12% 43,13% kWh/yr 13.322 15.707 17.403 18.853 kWh/kWp/yr 1.609 1.616 1.611 1.587 PR 0,83 0,834 0,832 0,819 Vmp (50°C) pvsyst 249 / 285V 321V 356V 392V Os indicadores de performance, com oversizing conforme tabela abaixo demonstrou, que quanto maior o sobrecarregamento maior a produção e maior as perdas, a questão e equalizar esta relação, bem como o fator de capacidade e o PR – Performance Ratio. INVERSORES - FDI 50 AVALIAÇÃO DE PERDAS 51 Perda Descrição Poluição do ar O recurso solar pode ser reduzido significativamente em alguns locais devido à poluição do ar. A poluição do ar reduz o incidente de irradiação solar no módulo e reduz a produção de energia. Sujeira As perdas por sujeira (pó e excrementos de aves) dependem das condições ambientais, frequência de chuvas e estratégia de limpeza. Ele tem o potencial de atingir até 15% ao ano, mas geralmente é menos de 4% . Espera-se que a perda de sujeira seja menor para módulos em um ângulo de inclinação alta, pois os módulos inclinados se beneficiarão mais do efeito natural de limpeza da água da chuva. Sistemas de rastreamento normalmente registram perdas de solo semelhantes aos sistemas fixos. Como essa perda pode ter um impacto importante sobre o RP, recomenda-se que um especialista seja consultado para quantificar a perda de sujeira. Sombreamento As perdas de sombreamento ocorrem devido a montanhas ou edifícios próximos no horizonte distante, sombreamento mútuo entre fileiras de módulos e sombreamento próximo devido a árvores, edifícios, pilares ou cabeamento aéreo. Para modelar com precisão as perdas recomenda-se que uma representação 3D da planta e obstáculos de sombreamento sejam gerados dentro do software de modelagem. Essa perda pode ser potencialmente muito grande, por isso é importante que a planta seja modelada com precisão. Sombreamento elétrico O efeito dos sombreamentos parciais na produção elétrica da usina fotovoltaica não é linear e é modelado através da particionamento das strings dos módulos. Os módulos instalados na configuração da paisagem para uma orientação para o equador normalmente sofrerão menos perdas de sombreamento elétrico do que os módulos instalados na configuração de retrato devido à conexão de diodos. Da mesma forma, alguns tipos de tecnologia de filme fino são menos impactados do que módulos PV cristalinos. Os efeitos de sombreamento elétrico podem normalmente ser definidos dentro do software de modelagem. Isso será quantificado de forma diferente, dependendo da configuração do módulo, da tecnologia escolhida e do tipo de sistema (rastreamento ou fixo). AVALIAÇÃO DE PERDAS 52 Ângulo de incidencia A perda do ângulo de incidência explica a radiação refletida do vidro frontal quando a luz que a atinge não é perpendicular. Para módulos PV inclinados, espera-se que essas perdas sejam maiores do que as perdas experimentadas com sistemas de rastreamento de eixo duplo, por exemplo. Baixa irradiação A eficiência de conversão de um módulo PV geralmente reduz em baixas intensidades de luz. Isso causa uma perda na saída de um módulo em comparação com as Condições de Teste Padrão (STC) (1.000W/m2). Essa "baixa perda de irradiação" depende das características do módulo e da intensidade da radiação incidente. A maioria dos fabricantes de módulos será capaz de fornecer informações sobre suas perdas de baixa irradiação do módulo. No entanto, sempre que possível, é preferível obter tais dados de institutos de testes independentes. Temperatura do módulo As características de um módulo FOTOPlécpido são determinadas em condições de temperatura padrão de 25°C. Para cada grau de aumento da temperatura Celsius acima deste padrão, os módulos de silício cristalino reduzem em eficiência, geralmente em torno de 0,5%. Em altas temperaturas ambientais sob forte irradiação, as temperaturas dos módulos podem subir consideravelmente. O vento pode fornecer algum efeito de resfriamento, que também pode ser modelado. Qualidade do módulo A maioria dos módulos FOTOVOLTAICOS não corresponde exatamente às especificações nominais do fabricante. Os módulos são vendidos com uma potência nominal de pico e uma garantia de potência real dentro de uma determinada faixa de tolerância. A perda de qualidade do módulo quantifica o impacto no rendimento da energia devido a divergências nas características reais do módulo a partir das especificações. Normalmente, a potência de saída do módulo em STC é maior do que a potência nominal especificada nas folhas de dados. Como tal, um fator de qualidade positivo pode ser aplicado ao rendimento energético. Redução do rastreamento Perdas de rendimento podem ocorrer devido aos ventos fortes que aplicam o modo stow de sistemas de rastreamento para que os módulos PV não sejam orientados de forma ideal. Desempenho do Transformador As perdas do transformador são geralmente quantificadas em termos de perdas de ferro e resistivas/indutivas, que podem ser calculadas com base nas perdas sem carga e carga completa do transformador. AVALIAÇÃO DE PERDAS Incompatibilidade de módulo As perdas por "incompatibilidade" estão relacionadas ao fato de que os módulos reais em uma sequência não apresentam rigorosamente os mesmos perfis de corrente/tensão; há uma variação estatística entre eles que dá origem a uma perda de energia. Essa perda está diretamente relacionada com a tolerância de energia dos módulos. DegradaçãoO desempenho de um módulo PV diminui com o tempo (ver Seção 3.3.5). Se nenhum teste independente foi realizado nos módulos que estão sendo utilizados, então uma taxa de degradação genérica dependendo da tecnologia do módulo pode ser assumida. Alternativamente, uma taxa máxima de degradação que esteja em conformidade com a garantia de desempenho do módulo pode ser considerada como uma estimativa conservadora. Desempenho do inversor Os inversores convertem a corrente de DC em AC com uma eficiência que varia com a carga do inversor. Os fabricantes geralmente são capazes de fornecer o perfil de eficiência de um inversor para tensões baixas, médias e altas; inserindo-os no software de modelagem fornecerá perdas mais precisas de inversor. MPP tracking Os inversores estão constantemente buscando o ponto de potência máxima (MPP) da matriz, deslocando a tensão do inversor para a tensão MPP. Diferentes inversores fazem isso com eficiência variada. AVALIAÇÃO DE PERDAS 54 Perdas de cabos DC Resistência elétrica no cabo entre os módulos e os terminais de entrada do inversor dão origem a perdas ohmic (I²R). Essas perdas aumentam com a temperatura. Se o cabo for corretamente dimensionado, essa perda deve ser inferior a 3% ao ano. Perdas de cabos CA As perdas de cabos CA são as perdas ohmic no cabeamento CA. Isso inclui todos os cabos pós inversor até o ponto de medição. Essas perdas são tipicamente menores do que as perdas de cabos DC e geralmente são menores para sistemas que usam inversores centrais. Auxiliary power Pode ser necessária energia para equipamentos elétricos dentro da usina. Isso pode incluir sistemas de segurança, motores de rastreamento, equipamentos de monitoramento e iluminação. As plantas com configurações de inversor de string normalmente sofrerão perdas auxiliares menores do que as configurações do inversor central. Além disso, deve-se ter cuidado quanto a como quantificar tanto perdas auxiliares diurnas quanto noturnas. Inatividade O tempo de inatividade é um período em que a planta não gera devido à falha. Os períodos de inatividade dependerão da qualidade dos componentes da planta, design, condições ambientais, tempo de resposta ao diagnóstico e tempo de resposta ao reparo. Disponibilidade e interrupção da rede A capacidade de uma usina de energia fotovoltaica de exportar energia depende da disponibilidade da rede de distribuição ou transmissão. O proprietário da usina conta com a operadora de rede de distribuição para manter o serviço em altos níveis de disponibilidade. Essa perda é baseada na suposição de que a rede local não estará operacional por um determinado número de horas/dias em um ano, e durante períodos de produção média. Perda de conformidade de rede O carregamento excessivo de equipamentos locais de transmissão ou rede de distribuição, como linhas aéreas ou transformadores de energia, pode levar à instabilidade da rede. Neste caso, a tensão e a frequência da rede podem estar fora dos limites operacionais dos inversores. DIMENSIONAMENTO USINA MINIGERAÇÃO 1. Avaliação do site - Aspectos técnicos / legais • Verificação prévia do ponto de conexão • Terreno adequado à instalação em região com bom índice de irradiação solar • Estudo da geração solar preliminar 55 DIMENSIONAMENTO USINA MINIGERAÇÃO 1. Estudo de Caso • Area do empreendimento : 3 ha – Area de aproveitamento : 75 % x 30.000 = 22.500 • Objetivo: Maior Geração de Energia • Rede de acesso 13,8 kv 56 CALCULO DA TEMPERATURA DE OPERAÇÃO 57 Cálculo da temperatura do módulo A temperatura do módulo é obtida em função da temperatura ambiente, velocidade do vento, irradiação solar e características do equipamento. Para determinação da temperatura do módulo em uma condição operacional específica será utilizado o modelo proposto por TamizhMani et al. (2002). 2. Desenvolvimento do projeto básico preliminar • Consulta do acesso à rede – Enel/CE • Análise de investimento • Contrato de compra / aluguel do terreno • Estudo ambiental e obtenção de Licenciamento Prévio - Resolução COEMA Nº 6 DE 06/09/2018 - O prazo para emissão das licenças passou a ser de 45 dias, no máximo - Ate 450 ha não precisa EIA/RIMA. • Medição de dados ambientais - Estação solarimetrica. DIMENSIONAMENTO USINA MINIGERAÇÃO 58 • Certificação da produção de energia - Energia garantida - GF = [ 50 × (1 − ) × (1 − ) − ∆ ] /8760 - LCOE A garantia física de energia conforme portaria do MME, em MW médios, tem a expressão abaixo: GF = [ 50 × (1 − )× (1 − ) − ∆ ] /8760 Sendo: • GF = Garantia Física de Energia, em MW médio • P50ac =Produção média anual de energia certificada, em MWh, referente ao valor de energia anual média que é excedido com uma probabilidade de ocorrência igual ou maior a cinquenta por cento (50%) • TEIF = Taxa Equivalente de Indisponibilidade Forçada; • IP = Indisponibilidade Programada; • ∆ = Estimativa Anual de Consumo Interno e Perdas Elétricas, em MWh; e • 8760 = número de horas no ano. DIMENSIONAMENTO USINA MINIGERAÇÃO 59 DIMENSIONAMENTO USINA MINIGERAÇÃO 3. Projeto Básico • Consulta do Orçamento dos principais componentes, construção, custos administrativos e O&M • Análise de Avaliação Econômica. 60 4. Projeto executivo • Dimensionamento da potencia do gerador, modulos e inversores. • Consolidação das especificações dos equipamentos e materiais. • Elaboração Projeto Mecanico. • Elaboração Projeto Eletrico. • Elaboração Projeto Aterramento. • Elaboração de desenhos de projetos e listas de compras • Cronograma da construção DIMENSIONAMENTO USINA MINIGERAÇÃO 61 5. Construção • Preparação do site e mobilização • Atividades de caráter civil e montagem eletromecânica • Testes de operação: testes elétricos DIMENSIONAMENTO USINA MINIGERAÇÃO 62 Análises do Terreno e Local de Instalação A maior parte dos serviços para a construção de uma usina solar fotovoltaica está associada a montagens eletromecânicas e elétricas porém, se tratando de grandes projetos como montagem em solo uma engenharia civil eficiente evitará surpresas durante a construção que podem onerar a obra ou mesmo inviabilizar o projeto. 63 TOPOGRAFIA DA USINA SOLAR A topografia junto das análise de engenharia ambiental e de regularização fundiária serão as ferramentas para a escolha de um local apropriado para o desenvolvimento de um projeto. Georeferenciamento é um memorial descritivo da área, que contém as coordenadas dos vértices definidores dos limites dos imóveis, georeferenciadas pelo Sistema Geodésico Brasileiro e com a precisão posicional a ser fixada pelo INCRA. O Memorial descritivo será certificado pelo INCRA, o qual atestará a inexistência de outra área sobreposta ao imóvel analisado onde será implantado a usina solar. 64 LEVANTAMENTO ALTIMETRICO Levantamento Altimétrico – O Levantamento Altimétrico é o estudo responsável por medir as diferenças de nível de um mesmo território através de equipamentos de alta precisão de forma que se conheçam todas as irregularidades do relevo do local. A partir das análises básicas para se ter uma referência clara dos limites e altimetria do terreno podemos iniciar os estudos direcionados ao projeto. 65 ANÁLISE DE DECLIVIDADE DO TERRENO DA USINA SOLAR A declividade é a inclinação da superfície do terreno em relação ao plano horizontal. Largura do terreno (L=horizontal): 13,40 Desnível (H=Vertical): 0,74 m Declividade = L / H * 100 = 0,74 / 13,40 * 100 = 5,52 % Muitos fabricantes de estruturas metálicas fixadas em solo apresentam requisitos mínimos de declividade do terreno para a montagem das estruturas de apoio dos módulos fotovoltaicos. 66 Um fabricante de estrutura metálica tipo tracker informa que a você precisa entregar o terreno com uma declividade máxima de 10%. A partir dessa informação você sabe que se o seu terreno tiver declividade acima de 10% serão necessárias obras de movimentação de terra como cortes e aterros no seu projeto. ANÁLISE DE DECLIVIDADE DO TERRENO DA USINA SOLAR A declividade de um terreno é a principalcaracterística que condiciona a sua capacidade de uso para implantação de uma usina solar e caracteriza-se por um ângulo entre uma superfície inclinada e um plano horizontal e é um dos fatores condicionantes dos processos erosivos, sendo um dos principais parâmetros utilizados nas metodologias de classificação da aptidão de uso do solo no Brasil 67 Mapa de declividade de terreno Variações de cores indicam níveis diferentes de declividade para facilitar o mapeamento das áreas para serviços de terraplenagem. A viabilidade da implementação é determinada pela declividade do terreno, uma vez que a erosão é proporcional ao declive, quanto maior o declive maior a erosão, os custos de construção e manutenção de um terraço aumentam em função do grau do declive do terreno, ANÁLISE DE DECLIVIDADE DO TERRENO DA USINA SOLAR As curvas de níveis também chamadas de curvas horizontais ou hipsométricas são linhas que ligam pontos, na superfície do terreno, que tenham a mesma cota (mesma altitude), sendo uma forma de representação gráfica de grande relevância 68 Sondagem A sondagem do terreno é de grande importância para definir a composição do solo, nível de lençol freático ou rocha. Os resultados de uma boa sondagem serão utilizados pelos projetistas para a análise de viabilidade técnica de um projeto, métodos de execução de fundações e consequentemente uma apuração dos custos do seu orçamento de obras civis. Exemplo: Solos arenosos possuem uma característica de baixa coesão e estabilidade para cravação de perfis metálicos diferente de solos mais argilosos. Essas informações determinam a profundidade de cravação dos perfis, a escolha do método de cravação e a necessidade de reforços como por exemplo concreto armado na base do perfil. SONDAGEM DO TERRENO 69 Pull-Out Test O ensaio de Pull-Out é o principal ensaio aplicado a plantas de energia solar pois simula a cravação do perfil metálico no local onde será implantado o projeto e em sequência a remoção através de esforços verticais e horizontais simulando cargas de vento em situações críticas. Durante todo o ensaio são apropriadas as relações de medidas de deslocamento com relação a força aplicada. O resultado desse ensaio é utilizado para a definição do projeto de estrutura metálica da usina. Também serão levados em consideração as características topográficas da região, velocidade do vento e a influência de vizinhanças próximo a obra que podem influenciar na carga de vento (NBR 6123) sobre a usina de forma a minimizar os riscos do projeto. PULL OUT TESTE 70 Devido as variações de composição do solo, umidade e temperatura a resistividade do solo pode variar. O valor da resistividade do solo está sujeito a grandes variações, devido à umidade, temperatura e conteúdo químico. Os valores típicos são: Valores habituais: de 10 até 1000 (Ω-m) Valores excepcionais: de 1000 a 10000 (Ω-m) TESTE RESISTIVIDADE A resistividade do solo é uma medida de quanto o solo resiste ao fluxo de eletricidade. É um fator crítico na concepção de sistemas que dependem da passagem de corrente através da superfície terrestre. A compreensão da resistividade do solo e a sua variação com a profundidade no solo é necessária para projetar o sistema de aterramento como por exemplo em uma subestação elétrica ou para condutores de raios. 71 Projeto da Planta FV - Pvsyst • Dimensionamento da Potencia do Gerador • Definição do espaço entre fileiras de módulos paraminimizarou eliminar osombreamento. • Dimensionamento do Inversor • Dimensionamento da estrutura mecânica • Dimensionamento Trackers • Dimensionamento Instalação elétrica 72 NBR 5410 – INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE BAIXA TENSÃO NBR 5419 – PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS CONTRA DESCARGAS ATMOSFERICAS NBR 14.039 INSTALAÇÕES ELETRICAS EM MEDIA TENSAO – CÁLCULO DE CURTO CIRCUITO, COORDENAÇÃO E SELETIVIDADE. NBR 16.690 – INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE ARRANJOS FOTOVOLTAICOS Normas de Proteção e Segurança NBR 16612 – DIMENSIONAMENTO CABOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS http://www.sdnexans.com.br Projeto da Planta – Perdas 74 Fatores que contribuem para a redução do PR • Sujeira nos módulos; • Sombreamento; • Temperatura de operação dos módulos; • Qualidade dos módulos; • Ângulo de incidência da irradiação; • Baixa Irradiação; • Diferenças entre módulos (mismatch); • Desempenho do inversor • Perdas lado C.C. – perdas ôhmicas • Perdas lado C.A. – cabos, transformadores • Desligamentos/paradas Projeto Planta FV Inversores Dispositivo capaz de transformar tensão C.C. em tensão C.A. ao mesmo tempo regulando a tensão, corrente e a frequência do sinal. Potências – 1 kW a 1.000 kW Sincronização automática. Devem ser aptos a detectar situação de ilhamento e tomar as medidas apropriadas de modo a proteger pessoas e equipamentos. Varredura do ponto de máxima potência (MPPT) dos módulos FV conectados. IEEE 1547: regulação de tensão; sincronização, limitação de injeção de C.C.; harmônicos, ilhamento. Com ou sem isolação galvânica. 75 Etapas da Construção 76 As etapas da construção de uma usina fotovoltaica, desconsiderando o processo de engenharia, especificação e aquisição dos equipamentos e materiais, podem ser resumidas da seguinte forma. • Etapa de obra civil: inicia com o processo de supressão vegetal, confirmação da topografia e terraplenagem quando necessário, construção de acessos internos e posterior confecção das valas de drenagem e de encaminhamento de cabos. Etapas da Construção 77 • Etapa de montagem mecânica: é composta pela instalação das fundações, posterior montagem das traves e mesas de suporte e finalmente a fixação dos módulos fotovoltaicos. Construção 78 • Montagem elétrica: quando as conexões dos módulos são efetivadas e ocorre o encaminhamento dos cabos de baixa tensão até as caixas de junção e inversores. Nos eletrocentros ocorre a elevação da tensão e então os circuitos de média tensão são encaminhados para a subestação de conexão da usina. Todos os elementos são também devidamente protegidos através da instalação de um adequado sistema de aterramento e proteção. Construção 79 • Comissionamento: Antes da conexão e início da operação da usina, os elementos componentes da usina são inspecionados visualmente e através de testes mecânicos e elétricos, certificando o projeto e os parâmetros previstos de operação. Construção 80 • Acesso ao local • Segurança • Preparo do terreno (terraplenagem, supressão vegetal, etc.) • Trabalho de fundações • Montagem e instalação das estruturas • Instalação dos módulos • Construção da subestação e instalações auxiliares (dutos/canaletas; caixas de passagens, flexodutos, etc.) • Instalação elétrica geral (cabeamento C.C., C.A., instalação painéis elétricos, aterramento, proteções FUNDAÇÃO DAS ESTRUTURAS 81 Três tipos de fundação para estruturas de suporte podem hoje ser citadas como as principais opções praticadas, todas considerando o uso de uma haste metálica na solução, a qual já representa componente estrutural de apoio para as demais peças de suporte. Cravação direta: Este tipo de fundação consiste da cravação direta da haste metálica através de uma máquina especial. Pré-escavação + cravação: Esta opção é aplicada quando a cravação direta não é possível, normalmente pela ocorrência de um solo muito duro ou leito de rocha. A solução consiste em pré-escavar o solo em profundidade projetada, preencher com material peneirado, compactar e realizar a cravação normal. Mini-tubulão: Esta alternativa consiste em escavar o solo, inserir a haste metálica e preencher com concreto. FUNDAÇÃO DAS ESTRUTURAS 82 No processo de locação dos pontos de fundação, a codificação dos tipos e posicionamento das fundações representa relevante importância. A seguir na Figura 22 são estabelecidos os códigos aplicados, os quais têm sequência crescente numérica a partir do eixo central NS e alfabética a partir do eixo WE. SEGUIDORES SOLAR Um seguidor solar é um dispositivo que altera várias vezes a posição dos módulos fotovoltaicos durante o dia,seguindo o caminho do sol para aumentar a captação de energia. O uso de seguidores solares é cada vez mais comum em plantas fotovoltaicas em outros países, uma vez que a indústria solar tem provado os grandes benefícios que eles têm. Mas nem todo mundo entende os benefícios completos e as desvantagens potenciais que um sistema adicional deste tipo pode proporcionar a um sistema fotovoltaico. 83 84 Sistemas com seguidores solares geram mais energia do que os sistemas fixos. Isto ocorre devido ao aumento da exposição direta aos raios solares, esse ganho pode alcançar valores de 25 a 45%. De certa forma e com as devidas características, faz sentido dizer que um sistema com seguidor solar que aumenta em 30% a produção de energia é semelhante a um sistema fixo 30% maior (contém mais módulos fotovoltaicos). SEGUIDORES SOLAR 85 Seguidores Solares Passivos Os seguidores passivos fazem uso da comparação ou transferência de massa de um lado para o outro para seguirem o Sol. Em sistemas passivos normalmente utilizam-se fluidos com baixas temperaturas de vaporização ou que simplesmente escoam de um reservatório em uma extremidade para o reservatório da outra extremidade. Por utilizarem apenas da gravidade e das características do fluido, não é necessária outra forma adicional de energia para realizar a rotação dos módulos fotovoltaicos. São rastreadores simples, que limitam-se a seguir o Sol em seu movimento de Leste para Oeste, normalmente não possuindo ajustes de inclinação conforme as estações do ano. SEGUIDORES SOLAR 86 Seguidores Solares Ativos Os seguidores solares ativos utilizam sensores que informam a posição na qual se encontram os módulos fotovoltaicos ou seus arranjos em relação ao Sol. A partir destes dados um sistema microprocessado controla o funcionamento dos motores elétricos responsáveis por movimentar os módulos fotovoltaicos e por fim alinhá-los de acordo com a melhor posição para otimização da captação da energia solar. Seguidores solares ativos sofrem menores influências das condições meteorológicas e podem oferecer alta precisão. Por exemplo, em dias nublados o seguidor solar ativo pode ser programado para captar uma maior quantidade de raios solares refletidos, e nos casos em que o Sol voltar a brilhar no céu o seguidor será orientado a seguir a posição solar. SEGUIDORES SOLAR 87 Seguidores Solares Ativos Sistemas de seguimento solar ativos são mais complexos, pois envolvem o uso de sistemas para processamento e controle, componentes eletrônicos, motores elétricos, atuadores, engrenagens, sensores, etc. Também podem utilizar de algoritmos de controle que executem cálculos baseados nos conhecimentos astronômicos para prever a posição do Sol. SEGUIDORES SOLAR 88 Os seguidores solares ativos podem acompanhar o Sol com sistemas de eixo único ou de dois eixos. Os seguidores de eixo único podem ser do tipo polar ou horizontal. Os seguidores solares do tipo horizontal são mais adequados para pequenas latitudes e os do tipo polar para as localidades situadas em latitudes maiores. Os seguidores solares de eixo único são menos complicados e possuem custos menores envolvidos. SEGUIDORES SOLAR 89 Os seguidores solares de eixo duplo são mais complexos e por tanto um pouco mais caros. Permitem posicionar os módulos fotovoltaicos de forma perpendicular aos raios solares o tempo todo. SEGUIDORES SOLAR INSTALAÇÃO EM SOLO COM TRACK 90 91 Para que haja garantia de funcionamento contínuo e estável do tracker, condições e critérios instalação devem ser avaliados durante o projeto de instalação. Com implicações estruturais e de operação, condições do terreno e tolerâncias de funcionamento devem ser consideradas: • Altura máxima de instalação dos módulos; • Altura mínima de instalação dos módulos; • Declividade máxima do eixo de suporte dos módulos (viga de torção) no sentido NS; • Declividade máxima do eixo de acionamento dos módulos (biela) no sentido LO; • Cravação mínima da fundação metálica para garantia de atendimento dos esforços previstos. • Extensões disponíveis de hastes; • Topografia precisa do local de instalação • Movimentação e regularização do terreno ESTRUTURAS MECÂNICAS ESTRUTURAS MECÂNICAS 92 As estruturas de suporte dos módulos fotovoltaicos são predominantemente metálicas, compostas por aço, alumínio, ou até madeira, com proteção galvânica e por anodização, quando for o caso. Elas devem ser resistentes às condições ambientas, pois estão sujeitas aos efeitos de degradação e por estarem em contato com os módulos devem apresentar durabilidade compatível, sendo comum encontrar fornecedores apresentando garantias de até 20 anos. As estruturas são dimensionadas considerando as características mecânicas dos módulos e as ações permanentes (peso próprio) e variáveis (cargas de vento). ESTRUTURAS MECÂNICAS 93 Estão disponiveis duas opções de suporte de módulos fotovoltaicos: Suporte Fixo. Opção clássica, com inclinação e orientação fixas. Suporte Móvel. Opção que requer esquema de acionamento e programação de posicionamento, em específico o modelo de eixo horizontal N-S ou W-E de um eixo, ou de dois eixos N-S / W-E . (a) Fixed orientation (b) Horizontal axis E-W PV tracker (c) vertical axis PV tracker ESTRUTURAS MECÂNICAS 94 Para escolher o lay out das mesas os sistemas do tipo tracker, deve-se levar em consideração o custo-benefício conhecido em termos de fornecimento, montagem e flexibilidade de adaptação às condições do terreno. Para a estrutura fixa, a qual está exposta a esforços mecânicos menores em relação à opção móvel, principalmente pela inclinação reduzida, considera-se uma mesa padrão com maior largura. Em termos de distanciamento entre mesas, tomou-se como critério a aplicação de espaço livre mínimo de 3 metros entre as mesmas, além de perda máxima prevista de 2 % por sombreamento mútuo para os sistemas fixos e 3% para os sistemas com uso do tracker. Esses valores são os gealmente adotados como critérios de perda máxima admitida de projeto. Tecnologia Disposição Largura (m) Módulos/ mesa Comp. da mesa (m) Pitch (m) GCR TRACKER p-Si 1 Vertical 2 60 60 5 0,40 FIXO p-Si 2 Vertical 4 120 7 0,57 ESTRUTURAS MECÂNICAS 95 O tracker pode ser dividido em três partes: • Fundação • Estrutura de acionamento e suporte (mesas de suporte) • Módulos e fixadores Abaixo são indicadas as principais dimensões e características dos conjuntos e partes e outros subgrupos. Dimensões gerais Valores (mm) Nº de Fileiras E (mm) A 36.920 16 102.345 B 1.550 12 75.053 C 2.487 8 47.761 D 6.823 E 102.345 F 475 G 2.517 H (º) ±55 ESTRUTURAS MECÂNICAS 96 tracker multi-fileira padrão com a identificação dos seus principais componentes, com destaque para o acionamento central e conexão entre a biela (eixo EW) e vigas de torção (eixo NS) ESTRUTURAS MECÂNICAS 97 A viga de torção é formada por tubos unidos por presilhas de junção. Esta peça é responsável por transmitir o movimento para os módulos fotovoltaicos. Na parte central da viga de torção são instalados os braços que transmitem o movimento da biela para as vigas de torção. A biela é o sistema que transmite o movimento entre o braço do acionador para as vigas de torção. A peça consiste em tubos de aço unidos por perfis C de junção. As travessas são as peças de suporte direto dos módulos fotovoltaicos. São unidos através de parafusos com as vigas de torção. ESTRUTURAS MECÂNICAS 98 O conjunto de acionamento é um sistema eletromecânico composto por um motor e sistema de rotação que move um braço que se une à biela que transmite a força para as demais peças. O conjunto é unido à fundação através de um suporte metálico que serve de apoio para as demais peças. ESTRUTURAS MECÂNICAS 99 O tracker é idealmente projetado para uma montagem em terreno totalmente horizontal (declive de 0%) na direção N - S, e sem declive ou declive constante no sentido L - O. No entanto, o tracker pode operar mecanicamente em terreno com os seguintes declives máximos: DIREÇÃO L-O:Inclinação máxima permitida em uma direção de até 5%. DIREÇÃO N-S: Inclinação máxima permitida de até 5%. O Tracker não é perfeitamente horizontal quando se usufrui dos declives mencionados. Outras inclinações podem ser usadas com o estudo prévio do fabricante. • Biela: declividade L – O deve ser retilínea, com inclinação máxima de 5%. • Viga de torção: A declividade N – S deve ser retilínea, com inclinação máxima de 5%. A declividade de dois eixos adjacentes deve ter variação máxima de 0,5%. Todas as vigas de torção devem girar em torno do seu ponto médio ou eixo central, que é a linha de inclinação da biela. ESTRUTURAS MECÂNICAS 10 0 1. Projeto e engenharia • Testes geológicos e estudos para definição das fundações • Estudo da topografia e alinhamento das estruturas frente às tolerâncias funcionais 2. Etapas principais de montagem a. Hastes de fundação • Posicionamento georreferenciado dos locais de cravação das hastes metálicas de fundação • Alinhamento dos eixos de cravação • Cravação das hastes • Conferência do resultado e ajustes b. Travessas e eixos de acionamento • Posicionamento das estruturas • Instalação e fixação • Pré-testes c.Fixação dos módulos • Pré-instalação: descarregamento, coleta e posicionamento. • Posicionamento e encaixe • Fixação • Conferência de torque STRING / MESA OU SHEDS 10 1 O termo string é usado no ambiente técnico tanto para designar modulos ligadas em série. Os módulos são dispostos “deitados” sobre as mesas (ou “sheds”), ou seja, com seu lado de maior medida na horizontal, pois se evita em parte perdas com sombreamento em proporções diferentes em strings diferentes, causando perdas de produção de energia, principalmente durante o nascer do sol e no pôr do sol. STRING / MESA OU SHEDS 10 2 Deve ser verificado um ângulo de desvio azimutal de superfície, a partir disso, têm-se duas possibilidades: Na primeira é dispor os módulos na direção Norte-Sul, na segunda coloca-se na direção do alinhamento do terrreno para aproveitar mais a area do terreno. Analisando as duas possibilidades têm-se: Na primeira possibilidade se evitaria perdas devido ao desvio de ângulo azimutal, dispondo os módulos na direção em “pé” o que resultaria numa má distribuição de módulos por strings. DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO Potência Instalada Nível de Tensão de Conexão < 10 kW Baixa Tensão (monofásico) 10 a 75 kW Baixa Tensão (trifásico) 76 a 150 kW Baixa Tensão (trifásico) / Média Tensão 151 a 500 kW Baixa Tensão (trifásico) / Média Tensão 501 kW a 10 MW Média Tensão / Alta Tensão 11 a 30 MW Média Tensão / Alta Tensão > 30 MW Alta Tensão Na seção 3.3 do PRODIST, para efeito de acesso e estabelecimento das proteções mínimas necessárias para o ponto de conexão de centrais geradoras, são consideradas as faixas de potência indicadas na Tabela 1. Tabela 1 – Níveis de tensão considerados para conexão de centrais geradoras - PRODIST- ANEEL 103 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO Requisitos de Proteção já Incorporados no Inversor do Projeto. O Dispositivo de Seccionamento Visível (DSV) consiste em uma chave seccionadora sob carga abrigada para garantir a desconexão da Microgeração ou Minigeração durante manutenção em seu sistema. O DSV deverá ser instalado em caixa própria com acesso pela via pública, e conectado eletricamente após a medição de faturamento. A derivação deverá ser realizada na caixa de disjuntor à jusante do disjuntor de proteção da carga; 104 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO 105 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO CENTRALIZADA DISTRIBUIDA SELEÇÃO COMPACTA TESTADA E CONFIGURADA DE FABRICA MENOR BOS – BALANÇO DE SAÍDA DE ENERGIA IMPLANTAÇÃO SIMPLIFICADA – MENOS CONEXÕES E ERROS DE INSTALAÇÃO MENORES CUSTOS DE MANUTENÇÃO MAIS CONSOLIDADO NO MERCADO MODULARIDADE – SIMPLES NORMALMENTE MENOR CUSTO MULTIPLAS MPPT/ALTA DISPONIBILIDADE 106 AVALIAÇÃO DO ESPAÇO FISICO DA INSTALAÇÃO Terreno está localizado nas proximidades rurais do bairro de Nova Iguaçu no Rio de Janeiro, nas presentes coordenadas 22°40'24.9" S 43°30'58.8" O. O local apresenta uma área total de aproximadamente 51 mil metros quadrados, calculado através da ferramenta Google Earth Pro conforme demonstrado na Figura. 107 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO Para o projeto foi considerado o agrupamento de 25 módulos fotovoltaicos em série, formando uma Fileira. Assim, conforme a tensão do grupo será a soma da tensão de cada placa, 25 x 27.2V = 680 V. A Figura abaixo representa o esquema de ligações de cada placa em série. 108 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO Módulo Arranjo Dimensões (m) Quantidade Dimensões (m) Eixo x 0,992 50 49,6 Eixo y 1,48 5 7,4 Área (m2) Área (m2) 1,47 367,04 Módulo Arranjo Potência (Wp) 235 58.750 Tensão (V) 27,2 680 Corrente (A) 8,64 86,4 Memória de Cálculo das grandezas do Arranjo fotovoltaico Serão ao todo 50 módulos presentes no eixo x e 5 módulos no eixo y. Portanto, levando em consideração as dimensões de cada módulo, apresentas na Tabela 8, cada Arranjo terá 0,992 m x 50 = 49,6 m de comprimento e 1,48 m x 5 = 7,4 m de largura. Apresentando uma potência instalada de 250 x 235 W = 58750 Wp, uma tensão de 680 V e uma corrente de 86,4 A. 109 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO A união em série de certo número de módulos é chamada string (ou série fotovoltaica). As strings terão módulos em série e serão ligadas em paralelo ainda na mesa de suporte através de conectores especiais, formando um circuito de strings em paralelo antes do encaminhamento para as string boxes. Os cabos das séries fotovoltaicas serão encaminhados através da estrutura de suporte dos módulos por meio de calhas metálicas. Os circuitos c.c. serão então paralelizados nas caixas de junção (String Box) e então encaminhados através de valas até o inversor. 110 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO Arranjos Painéis Área (m2) Potência (kWp) Coluna 1 8 2000 2.936,32 470 Coluna 2 15 3750 5.505,60 881,25 Coluna 3 16 4000 5.872,64 940 Coluna 4 18 4500 6.606,72 1057,5 Coluna 5 18 4500 6.606,72 1057,5 Coluna 6 16 4000 5.872,64 940 Total 91 22750 33.400,64 5.346,25 Resumo das configurações da modelagem ideal 111 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO Arranjos Painéis Área (m2) Potência (kWp) Coluna 1 15 3750 5.505,60 881,25 Coluna 2 17 4250 6.239,68 998,75 Coluna 3 14 3500 5.138,56 822,5 Coluna 4 12 3000 4.404,48 705 Coluna 5 12 3000 4.404,48 705 Coluna 6 2 500 734,08 117,5 Total 72 18000 26.426,88 4.230,00 112 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO SKID – ELETROCENTRO - SUBESTAÇÕES UNITÁRIAS (INVERSORES + ESTAÇÃO ELEVADORA) O principal elemento presente na subestação unitária é o inversor, equipamento eletrônico que converte a energia gerada pelos módulos de corrente contínua (c.c.) para corrente alternada (CA). A topologia adotada é de inversores por string, formando com o transformador elevador para média tensão (MT) e dispositivos de proteção e controle um Skid ou Eletrocentro, aqui denominado Subestação Unitária. 113 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO Combiner Box As combiner box, também conhecida como caixa de conexão, é o equipamento capaz de concentrar as strings e medir e monitorar a corrente de cada conjunto de placas em série, com precisão. O dispositivo opera fazendo a interface entre os painéis fotovoltaicos e os inversores utilizando tecnologias como a comunicação RS-485, GSM/GPRS, Ethernet ou o WiFi. • Medição eletrônica de cada ligação em série de painéis fotovoltaicos. • Detecção de corrente de defeito por ligação série de painéis. • Fusível de proteção individual por ligação série de painéis. • Proteção IP65 para instalação ao ar livre. • Possui descarregadores de sobre tensão em CC e chave seccionadora CC. 114 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO Modelo String Control 160 Máximo de conjuntos em paralelo a serem conectados 16 Corrente Máxima de Entrada (CC) por conexão (A) 10 Corrente Máxima de Entrada (CC) Total (A)160 Tensão Máxima de Entrada (V) 1000 Informações técnicas da Combiner Box Desse modo, a caixa de controle é utilizada para conectar em paralelo cada uma das 10 Fileiras presentes no arranjo de 250 painéis. Portanto, levando em consideração o que foi dimensionado anteriormente, iremos empregar um total de 72 dispositivos para realizar a conexão de cada arranjo. 115 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO O inversor dimensionado para este caso é da marca Ingeteam, modelo Ingecon Sun Power 110TL B220 que tem tensão máxima de 1000 V. A temperatura de operação na faixa de - 20 º C a 65 º C e possui 1 MPPT com tensão de operação no intervalo 405 V a 820 V. Ao todo serão empregados 36 inversores, de modo que cada um receberá a potência advinda de duas Caixas de Conexão, o que totaliza uma potência de 117,5 kW, com tensão de 680V e uma corrente de 172,8 A por inversor. O Sun Power 110TL B220 tem a capacidade de operar a uma potência máxima de 110 kW. Nota-se que o valor da potência de entrada no inversor (117,5 kW) está ligeiramente acima do limite especificado (110 kW). No entanto, ao calcular o Fator de Dimensionamento de Inversores, obtém-se uma relação FDI de 0,9362 116 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO A utilização de DPS está diretamente ligada ao quanto uma instalação está exposta a descargas atmosféricas diretas e/ou indiretas e também a outros eventos causadores de sobretensões. Entretanto, o manual do inversor escolhido classifica o uso do DPS como opcional, não sendo obrigatório inclusive para conexão junto a concessionária. 117 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO Como a conexão em paralelo dos 36 inversores resultaria em uma corrente máxima muito elevada, 36 x 308,36 A = 11100,96 A, faz-se necessária a utilização de mais de um QGBT e de um transformador. Assim, serão empregados, ao todo, 4 quadros gerais de baixa tensão, nos quais cada um receberá a potência de saída de 9 inversores. Dessa forma, a corrente de saída de cada quadro será de 9 x 308,36 A = 2775,24 A. Logo, esperado que haja um disjuntor na saída do barramento dentro do quadro para proteção de cada um dos transformadores. 118 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO O transformador trifásico dimensionado apresenta uma potência nominal 1250 kVA e relação de transformação 220 V / 13.800 V. Os enrolamentos de baixa são ligados em estrela, aterrado em conjunto com os de alta para compatibilização com a rede de distribuição da concessionária local. A corrente projetada para circular no lado de baixa do transformador, como previamente apresentado, é de 2775,24 A. Aplicando-se a relação de transformação, a corrente a circular no lado de alta é de 2775,24 x (220 / 13.800) = 44,24 A. 119 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO Diagrama unifilar geral do projeto para os casos A e B, respectivamente, mostrando as conexões das etapas do projeto, desde a geração até a conexão com a rede de 13,8 kV. 120 DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA DE MINIGERAÇÃO Um eletrocentro padrão é formado por cubículos de média tensão, painéis de baixa tensão, painéis de Controles Lógicos Programáveis (CLP), transformadores a seco, entre outros equipamentos elétricos. Em uma dessas estruturas metálicas, para garantir a segurança dos trabalhadores da instalação, o eletrocentro tem que contar ainda com portas corta-fogo, com fechadura anti-pânico; flaps laterais, para alívio de pressão em caso de arco interno nos painéis; sistema de climatização; e portas para inspeção de barramento na parte traseira dos painéis. ELETROCENTRO = INVERSOR + TRAFO + PROTEÇÃO SKID = INVERSOR + TRAFO 121 ELETROCENTROS E SKID Componentes elétricos para plantas Solares Subestação Sistema de Supervisão e controleEletrocentros Cubículos MT e Quadros BT Inversores solares TransformadoresString Box 122 ELETROCENTROS E SKID Comunicação PLC e GPRS Tensão máxima DC: 1500 Vcc Ganho em cabos e string box Solução integradas acima de 3 MW Transformadores Pad Monted. Refrigeração ar-água; String Inverter 1500V Maior densidade de energia 60 e 100 KW. Ganho em cabos e string box 123 ELETROCENTROS E SKID Monitoramento com Drones 3 x mais rápido Analises termográficas Segurança 124 INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA • Pay Back • VPL • Taxa Interna de Retorno – TIR • Custo Unitário • Depreciação • Ponto de Equilíbrio (Break Even) • Lcoe – Custo Nivelado de Energia INTRODUÇÃO ANÁLISE ECONÔMICA ANÁLISE FINANCEIRA Decisão de investir em projetos Análise preliminar dos possíveis investimentos até se conhecer os resultados, sendo aprovação ou rejeição. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA INDICADORES DE VIABILIDADE ECONÔMICO- FINANCEIRA Payback; Payback descontado; Valor Presente Líquido (VPL); Taxa Mínima de Atratividade (TMA); Taxa Interna de Retorno (TIR); Índice de Lucratividade (IL). INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA PAYBACK • Indica o número de anos necessários para a recuperação do investimento original. • Quanto menor o período de payback, mais bem avaliado é o projeto. Simplicidade no cálculo, significado intuitivo e liquidez do projeto Ignora os fluxos de caixa que são gerados após o período de payback. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA PAYBACK I = Investimento inícial; CF = Fluxo de caixa esperado no período; INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA PAYBACK DESCONTADO • Indica o número de anos necessáriosque se leva para recuperar o custo de um investimento a partir do valor presente do fluxo de caixa gerado pelo projeto, utilizando-se o custo de capital do projeto como taxa de desconto. Desconta o fluxo de caixa do projeto e, desta forma, considera o risco que está implícito ao projeto. Formulação mais complexa se comparada ao payback simples. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA PAYBACK DESCONTADO I = Investimento inícial; CF = Fluxo de caixa esperados como retorno do investimento; n = Período ou número de fluxos de caixa considerados para o retorno do investimento; TMA = Taxa Mínima de Atratividade exigida pelo investidor. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA VALOR PRESENTE LÍQUIDO (VLP) • É considerada uma técnica sofisticada de análise de investimentos. • Proporciona uma comparação entre o valor do investimento e o valor dos retornos esperados, na forma de fluxo de caixa líquido. Pode ser aplicado a praticamente qualquer situação, bastando que seja possível predizer fluxos de caixa futuros para o investidor; Mede o valor presente dos fluxos de caixa gerados pelo projeto ao longo de sua vida útil. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA VALOR PRESENTE LÍQUIDO (VLP) CF = Fluxo de caixa esperados como retorno do investimento; n = Período ou número de fluxos de caixa considerados para o retorno do investimento; k = taxa de juros; I0 = investimento inicial. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA VALOR PRESENTE LÍQUIDO (VLP) • VPL < 0 – Rejeita-se o projeto de investimento, uma vez que os retornos não cobrirão o capital investido somado ao retorno mínimo exigido pelo investidor; • VPL = 0 – Não oferece qualquer vantagem além de cobrir o capital investido acrescido do retorno mínimo exigido pelo investidor; • VPL > 0 – Aceita-se o projeto de investimento pois os retornos oferecidos cobrirão o capital investido somado ao retorno mínimo exigido pelo investidor. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA TAXA MÍNIMA DE ATRATIVIDADE (TMA) • Representa o mínimo que um investidor se propõe a ganhar quando faz um investimento; • Os fluxos de caixa futuros são descontados a taxas de juros compostos para o valor presente, usando alguma taxa de mercado que sirva de referência para a análise de um investimento. CUSTO DE OPORTUNIDADE RISCO DO NEGÓCIO LIQUIDEZ DO NEGÓCIO Remuneração que teríamos pelo capital. O ganho deve remunerar o risco inerente à nova ação. Facilidade ou velocidade de mudar de posição no mercado para assumir outra. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA TAXA INTERNA DE RETORNO (TIR)• Taxa de desconto que iguala o valor presente dos fluxos de caixa futuros ao investimento inicial. • Taxa de desconto que faz com que o valor presente líquido (VPL) de uma oportunidade de investimento iguale-se a zero; O método da TIR é aquele que nos permite descobrir a remuneração do investimento em termos percentuais. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA TAXA INTERNA DE RETORNO (TIR) CF = Fluxo de caixa esperados como retorno do investimento; n = Período ou número de fluxos de caixa considerados para o retorno do investimento; k (custo de capital) = TIR; I0 = investimento inicial. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA TAXA INTERNA DE RETORNO (TIR) • TIR < TMA – VPL é negativo, então rejeita-se o investimento, pois o projeto não é capaz de devolver o capital investido; • TIR = TMA – VPL será igual a zero, então é indiferente realizar ou não o investimento; • TIR > TMA – VPL é positivo, então aceita-se o investimento, pois o projeto é atrativo por retornar o capital investido além de outro valor adicional. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA ÍNDICE DE LUCRATIVIDADE (IL) • Medida relativa entre o valor presente dos fluxos de caixa recebidos e o investimento inicial • IL > 1 – Aceita-se o projeto, pois significa que o investimento será remunerado pelo menos com a taxa mínima exigida; • IL = 1 – É indiferente realizar ou não o investimento, pois significa que a soma dos Fluxos de Caixa produzidos, descontados pela taxa escolhida, será pelo menos igual ao investimento inicial; • IL < 1 – Rejeita-se o projeto, pois significa que o investimento não será recuperado. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA ÍNDICE DE LUCRATIVIDADE (IL) I = Investimento; CF = Fluxo de caixa esperados como retorno do investimento; n = Período ou número de fluxos de caixa considerados para o retorno do investimento; TMA = Taxa Mínima de Atratividade. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA AMORTIZAÇÃO DE DÍVIDAS • Todo financiamento exige uma taxa de juros, pois ela é a remuneração do capital. • As formas de devolução do valor principal financiado e os juros é denominado Sistemas de Amortização. JUROS SIMPLES JUROS COMPOSTOS É constante e incide apenas sobre o capital emprestado. É constante por período, porém com a base variável, incidindo sobre o capital atualizado. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA AMORTIZAÇÃO DE DÍVIDAS • Encargos Financeiros (J) – Juros da operação; • Principal (P) – Capital emprestado, na data do empréstimo; • Amortização (A) – Pagamento do principal, por meio de parcelas periódicas; • Saldo Devedor (SD) – Valor principal da dívida, após a dedução da amortização; • Prestação (PMT) – Soma da amortização e dos encargos financeiros; INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA • Sistema de Amortização Constante; • O valor da prestação é composto pela amortização somada ao valor dos juros, que diminuem linearmente com o passar do tempo; • O saldo devedor é obtido subtraindo-se o valor da amortização do valor principal, multiplicando-se pelo número de prestações pagas. AMORTIZAÇÃO DE DÍVIDAS – SISTEMA SAC INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA OUTROS FATORES - DEPRECIAÇÃO • Perda de valor de determinado bem, seja por deterioração ou por obsolescência; • A depreciação contábil é feita de forma linear, de modo que o valor do bem deprecie anualmente, porém na maioria das vezes a depreciação é conduzida por uma curva exponencial. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA • Filosofia de projeto • Amortização do valor CONSIDERAÇÕES INICIAIS INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA CONSIDERAÇÕES INICIAIS • Aumento de preço na energia elétrica (2010-2020) foi de: 167,7%; • Inflação (2010-2020): 68,75%. • Capacidade do sistema: 123kWp/h. • Custo de implementação: R$ 781.000,00. INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA Valores • Custo inicial do projeto: R$ 781.000,00 (financiado em 10 anos) • Receita bruta: R$ 14.856,22 • Tempo de projeto: 25 anos • Custos totais: taxa de disponibilidade INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA Fonte: STORO (2016) INDICADORES DE VIABILIDADE FINANCEIRA INDICADORES DE CUSTO A metodologia de comparação de custo nivelado de energia (Levelized Cost of Energy - LCOE), métrica que é bastante utilizada em estudos comparativos entre fontes de geração de energia elétrica. O LCOE pode ser calculado através da seguinte equação: t: período considerado, onde T é tempo máximo de vida útil do empreendimento; Ct: custos do empreendimento no período t; i: inflação considerada; Et: energia gerada pelo empreendimento no período t; d: degradação do sistema FV; j: taxa de desconto, onde pode ser considerada a TMA. INDICADORES DE CUSTO INDICADORES DE CUSTO VPL X TIR • VPL: Considera a escala do projeto – projeto maior tende a ter VPL maior (mas pode ter menor rentabilidade) • TIR: Não considera a escala – projeto com maior TIR é mais rentável, mas pode ser pequeno. • VPL é mais adequado para comparar projetos de mesma escala e a TIR para escalas diferentes. • CONCLUSÃO: Usar sempre as duas para tomar decisão (gráfico taxa x VPL). Ponto de Equilíbrio (Break EvenPoint) Custos/ Receitas Custo Total = Custo Fixo + Custo Variável ReceitasRegião de Lucro Região de Prejuízo Quantidade produzida CustoFixo Break EvenPoint Depreciação - Métodos • Soma dos algarismos nt F0 Fn n - t1 d ∑ t t1 • Parâmetros – F0: valor do ativo novo; – Fn: valor residual; – n: vida útil – N: produção total em n períodos – Pt: produção no período t • Linear 32 n Fnd F0 • Unidades produzidas • Saldo decrescente d1 Ft-1 r n0 t t N P F F d MAISIMPORTANTES Depreciação - Exemplo Parâmetros F0: valor do ativo novo (R$) 30.000,00 Fn: valor residual (R$) 1.500,00 n: vida útil (anos) 5 N: produção total em n (milhões) 10 Pt: produção no período t (milhões/período) 2 Método Linear d 30.000,00 1.500,00 5.700,00 5 n Fnd F0 Comissionamento é um processo padronizado e imparcial, que visa garantir a operação segura e eficiente de um determinado sistema. Deve validar o projeto, a execução e os equipamentos empregados de acordo com as normas, leis, boas práticas de engenharia e requisitos específicos do proprietário. Trazendo essa definição para o nosso universo fotovoltaico, podemos resumir o comissionamento como sendo o processo de verificação e validação do SFV, visando identificar problemas que podem comprometer a segurança e a geração de energia (kWh) nos níveis esperados. COMISSIONAMENTO 156 Comissionamento 15 7 • O processo de comissionamento certifica que as exigências do contratante foram atingidas, a instalação da planta está completa e a planta obedece às exigências de segurança e de conexão à rede. • O comissionamento compreende fases de testes da planta a fim de garantir que a planta FV esteja elétrica e estruturalmente segura, que seja suficientemente robusta para operar para a vida útil projetada e que a planta opera como projetada e desempenha conforme o esperado. • Os testes são divididos normalmente em três grupos: testes visuais, testes pré-conexão e testes de pós-conexão à rede elétrica. Comissionamento 15 8 • Benefícios - Formaliza a preocupação com o controle de qualidade do projeto e instalação; - Evita riscos de incêndio, choques elétricos e mal funcionamento do sistema. - Evita retrabalhos e chamados de campo; - Incentiva os instaladores a serem diligentes na execução, facilitando a conclusão do projeto e pronto pagamento; - Segurança para projetistas e instaladores; - Satisfação para os clientes; - Protege contra a falta de confiança do público em geral em relação à tecnologia fotovoltaica. Comissionamento 15 9 Etapas 1. Revisão do projeto básico e projeto executivo 2. Acompanhamento durante a instalação e montagem 3. Inspeção 4. Ensaios de comissionamento 5. Start-up 6. Avaliação de desempenho 7. Documentação – Relatório 8. Acompanhamento Comissionamento 16 0 Os comissionamentos são separados em 2 categorias:
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