Itamar-Aguiar_TCC1_01379606

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CENTRO UNIVERSITÁRIO MAURÍCIO DE NASSAU 
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
ITAMAR GONÇALVES SILVA DE AGUIAR 
 
 
 
ANÁLISE DE VIABILIDADE DA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA 
FOTOVOLTÁICO EM UMA RESIDÊNCIA UNIFAMILIAR DE RECIFE 
 
 
 
 
 
 
 
RECIFE 
2023 
2 
 
ITAMAR GONÇALVES SILVA DE AGUIAR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DE VIABILIDADE DA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA 
FOTOVOLTÁICO EM UMA RESIDÊNCIA UNIFAMILIAR DE RECIFE 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao 
Curso de Graduação de Engenharia Elétrica do 
Centro Universitário Maurício de Nassau do estado 
de Pernambuco, como pré-requisito para obtenção de 
nota da disciplina Trabalho de Conclusão de Curso I. 
 
Orientador: Professora Andrea Baltar 
 
 
 
 
 
 
 
RECIFE 
2023 
 
3 
 
ITAMAR GONÇALVES SILVA DE AGUIAR 
 
 
 
ANÁLISE DE VIABILIDADE DA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA 
FOTOVOLTÁICO EM UMA RESIDÊNCIA UNIFAMILIAR DE RECIFE 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso I apresentado 
como requisito parcial para conclusão do curso 
de Graduação em Engenharia Elétrica do 
Centro Universitário Maurício de Nassau. 
 
Aprovada em: __/__/____. 
 
 
 
 
 
 BANCA EXAMINADORA: 
 
 
 
 
________________________________________________ 
Profª Andrea Baltar 
 
 
 
________________________________________________ 
Prof . 
 
 
 
________________________________________________ 
Prof . 
 
 
 
 
 
 
4 
 
RESUMO 
 
Com a crescente demanda do consumo de energia no mundo, é natural que as fontes 
de gerações precisem passar por processos de crescimento e aprimoramento, para 
que cada vez mais a energia produzida aliada a sustentabilidade, possa fornecer ao 
país a possibilidade de crescimento, vez que o crescimento está ligado diretamente 
com o aumento do consumo de energia. O objetivo que norteia o trabalho em questão 
gira em torno da proposição do método para implantação de usina fotovoltaica, em 
uma residência localizada na cidade de Recife – PE. É no intuito de geração de ener-
gia que a presente monografia fundamenta teoricamente o sistema de geração de 
energia renovável no modelo On-Grid, através de usinas fotovoltaicas, discorrendo 
desde os métodos de dimensionamento da capacidade da usina, componentes ne-
cessários na instalação da usina fotovoltaica, a fase de instalação da usina e comis-
sionamento, por fim apresenta os valores relativos a instalação de uma usina fotovol-
taica e o tempo necessário para retorno do investimento realizado. Assim, conclui-se 
que o investimento não compensa pois só será compensado em média após 5 anos. 
A instalação de um sistema fotovoltaico para geração de energia foi considerada invi-
ável, baseado nos cálculos e levantamentos avaliados nesse trabalho. 
 
Palavras-chave: Energia Solar; Solarimetria; Energia Renovável; Sistema On Grid. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
ABSTRACT 
 
With the growing demand for energy consumption in the world, it is natural that the 
sources of generations need to go through processes of growth and improvement, so 
that the energy produced, combined with sustainability, can provide the country with 
the possibility of growth, since growth is directly linked to the increase in energy con-
sumption. The objective that guides the work in question revolves around the proposi-
tion of the method for implementing a photovoltaic plant, in a residence located in the 
city of Recife - PE. It is in order to generate energy that the present monograph theo-
retically bases the renewable energy generation system in the On-Grid model, through 
photovoltaic plants, discussing from the methods of dimensioning the capacity of the 
plant, necessary components in the installation of the photovoltaic plant, the plant in-
stallation and commissioning phase, finally presents the values related to the installa-
tion of a photovoltaic plant and the time required to return the investment made. Thus, 
it is concluded that the investment does not pay off as it will only be compensated on 
average after 5 years. The installation of a photovoltaic system for energy generation 
was considered unfeasible, based on the calculations and surveys evaluated in this 
work. 
 
Key-words: Solar energy; Solarimetry; Renewable energy; On Grid System. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
Figura 1: Matriz Energética Brasileira FEV/2022 .............................................. 12 
Figura 2: Painéis Fotovoltáicos .......................................................................... 14 
Figura 3: Sistema Fotovoltaico ON-GRID .......................................................... 17 
Figura 3: Composição sistema FV conectado à rede ........................................ 17 
Figura 4: Interligação Células sistema FV em Série .......................................... 18 
Figura 5: Painéis Fotovoltáicos .......................................................................... 19 
Figura 7: Composição Painéis Fotovoltáicos ..................................................... 19 
Figura 8: Inversores sistemas fotovoltáicos ....................................................... 21 
Figura 9: String Box ............................................................................................ 21 
Figura 10: Estrutura básica de uma célula fotovoltáica ..................................... 24 
Figura 11: Composição da radiação solar ......................................................... 26 
Figura 12: Teste de Isolamento sistema Fotovoltáico ....................................... 29 
Figura 13: Planta de Situação ............................................................................ 31 
Figura 14: Módulos FV propostos ...................................................................... 33 
Figura 15: Dimensões módulos FV .................................................................... 33 
 
7 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
 
ABSOLAR – Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica ; 
ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica; 
B – Boro; 
C.A – Corrente alternada; 
C.C – Corrente contínua; 
CCEE - Câmara de Comercialização de Energia Elétrica; 
CEPEL - Centro de Pesquisas de Energia Elétrica; 
CRESESB - Centro de Referência para Energia Solar e Eólica; 
DDP – Diferença de potencial;x’x' 
DHT – Distorção harmônica; 
F.V – Fotovoltaica; 
IBGE – Instituto brasileiro de geografia e estatística; 
INMETRO - Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia; 
KWH – Kilo watts hora; 
M.C.T – Ministério de ciência e tecnologia; 
M.M.E – Ministério de minas e energia; 
MPPT – Rastreio de ponto máximo de potência; 
P – Phosporo; 
QDC – Quadro de distribuição de circuitos; 
V – Tensão em volts; 
 
8 
 
SUMÁRIO 
 
 
1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 9 
2. REFERENCIAL TEÓRICO ...................................................................................... 11 
2.1 ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL ....................................................................... 11 
2.2 ENERGIA SOLAR ................................................................................................. 12 
2.3.1 Sistema On-Grid ............................................................................................... 15 
2.3.2 Componentes do Sistema Fotovoltaico ........................................................ 18 
2.4 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS ......... 22 
2.5 LEVANTAMENTO DO CONSUMO ENERGÉTICO DA UNIDADE 
CONSUMIDORA ......................................................................................................... 24 
2.6 PESQUISA DE SOLARIMETRIA .......................................................................... 25 
2.7 PROCEDIMENTO DE INSTALAÇÃO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO ........ 27 
2.8 TESTES DE ISOLAÇÃOELÉTRICA DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS ........... 28 
3. METODOLOGIA ...................................................................................................... 31 
3.1 LOCAL DO ESTUDO ............................................................................................ 31 
3.2 COLETA DA INFORMAÇÃO ................................................................................ 32 
3.2.1 Levantamento do consumo energético da unidade consumidora ............. 32 
3.2.2 Pesquisa de Solarimetria ................................................................................ 32 
3.2.3 Escolha dos Módulos e Equipamentos Auxiliares ....................................... 32 
3.2.4 Dimensionamento da Área Necessária Para Instalação .............................. 33 
3.2.5 Procedimentos de Instalação ......................................................................... 33 
3.2.6 Comissionamento ............................................................................................ 34 
3.2.7 Análise do Valor de Implementação do Projeto ........................................... 34 
4. RESULTADOS ESPERADOS ................................................................................ 35 
REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 37 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 
Segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica, os atuais recursos de produ-
ção de energia são os métodos indiretos de energia solar (hidráulica, biomassa, eó-
lica, entre outros) (ANEEL 2005). Hoje, com o crescimento das indústrias de equipa-
mentos, há de fato um crescimento no uso da energia fotovoltaica, que vem se apre-
sentando como uma alternativa sensata para diminuir o uso de energia (PEREIRA, 
2017). 
Atualmente, os sistemas de produção de energia solar no Brasil estão focados 
em atender não só as necessidades de vilas isoladas da rede elétrica, bem como a 
construção de infraestrutura como também têm ganhado importância no cenário co-
mercial de grandes cidades. Além do uso da energia solar para aquecimento de água, 
tem ganhado grande importância nas regiões sul e sudeste do país, onde um percen-
tual substancial do uso de energia elétrica é destinado a essa função, principalmente 
no setor residencial (ANEEL, 2019). 
A energia solar pode ser efetivamente transformada em energia elétrica através 
dos efeitos da radiação (calor e luz) sobre certas substâncias, principalmente semi-
condutores. Entre estes estão os efeitos termoelétricos e solares. (PEREIRA, 2017) 
A primeira é caracterizada pelo desenvolvimento de um diferencial de tensão 
causado pela união de dois metais a uma temperatura superior aos demais extremos 
dos fios. Apesar de ter sido amplamente utilizado na fabricação de sensores de tem-
peratura, sua comercialização na produção de energia tem sido dificultada por baixos 
rendimentos e alto valor de material. (ANEEL, 2020) 
O Brasil tem um alto índice de energia solar, especialmente na parte nordeste 
do país. A maior pontuação é encontrada no semiárido, com valores médios na faixa 
de 200 a 250 W/m2 de potência contínua, o que equivale a 1752 a 2190 kWh/m2 de 
radiação incidente a cada ano. Isso coloca a região entre alguns dos locais do mundo 
com maior geração de energia solar (Marques C.R.; Krauter C.W.S.; Lima C.L.; 2009). 
10 
 
Neste trabalho, será apresentado através de um estudo de caso quais seriam 
as possibilidades de implementação e de valor de viabilidade de uma usina de gera-
ção fotovoltaica, para que a residência em questão, situada na cidade de Recife-PE 
Brasil, diminuía seus valores anuais com energia elétrica, a partir do momento em que 
seja realizado a instalação da geração distribuída on-grid (sistema conectado à rede), 
de forma a se identificar ao longo da utilização desse sistema qual será seu retorno 
financeiro, contribuindo para a redução de despesas e a dependência de outras fontes 
de geração, contribuindo ainda para o meio ambiente ao produzir energia limpa, reno-
vável e sem emissão de poluentes. 
A motivação para pesquisar os sistemas solares vem do desejo de ilustrar as 
diferenças entre os sistemas que estão e não estão ligados à rede elétrica, o que é 
vital para educar os leitores sobre a possibilidade de usar energia renovável para mi-
tigar os efeitos dos preços da energia. Além disso, eles se tornarão independentes 
desses aumentos, além de diminuir o valor das contas de energia do consumidor, ou, 
melhor ainda, o cliente poderá abrir uma conta de medidor para pagar a produção de 
energia. 
 
 
 
 
 
11 
 
2. REFERENCIAL TEÓRICO 
2.1 ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL 
 
Conforme dados do IBGE de 2019, o Brasil é um país com aproximadamente 
210 milhões de pessoas, ocupando o quinto lugar no mundo. Assim, segundo dados 
da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), o país tem hoje cerca de 61,5 mi-
lhões de consumidores, abrangendo 99% das cidades brasileiras, com consumidores 
residenciais representando 85% do total (ANEEL,2019). 
A geração de energia elétrica no Brasil, considerando as centrais de serviços 
públicos e desconsiderando a energia gerada por autoprodutores teve um alcance de 
produção de 540.007 GWh de março/2017 a fevereiro/2018 (BRASIL, 2018). 
O negócio brasileiro de geração de energia elétrica é composto principalmente 
por usinas geradoras de energia espalhadas pelo país, sendo essas usinas em sua 
maioria de fonte hidrelétrica, bem como por linhas de transmissão de energia, conhe-
cidas coletivamente como "indústria de redes", o que facilita a diversificação do modo 
utilizado para geração energética no país, vez que pode ser utilizado a rede existente 
para captação e distribuição dessa energia gerada pelas fontes alternativas, neste 
cenário que a energia fotovoltaica vem se firmando em crescente escala. Toda a es-
trutura está conectada eletricamente, exigindo um equilíbrio contínuo e instantâneo 
entre tudo o que é produzido e consumido. 
Segundo dados da Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE, 
2018), a produção separada por fontes de geração teve como principal força, as hi-
drelétricas, que também apresentou um crescimento se relacionada aos anos anteri-
ores. A produção a partir de fontes não renováveis representou 12,9% do total produ-
zido no Brasil até fevereiro de 2018, número esse que revela uma diminuição desses 
tipos de fontes em relação aos anos anteriores A figura 1 a seguir demonstra estes 
índices: 
 
 
 
 
 
 
12 
 
Figura 1 - Matriz De Produção De Energia Elétrica Brasileira – fevereiro/2022 
 
Fonte: ANEEL/ABSOLAR 2022 
 
Para fornecer toda a energia de que o país necessita, são necessários os es-
forços combinados de uma série de partes interessadas, incluindo líderes governa-
mentais, fabricantes de dispositivos, financiadores, residências de geração, transmis-
são e distribuição, bem como gerentes e comerciantes. (LEAL, 2017). 
 
2.2 ENERGIA SOLAR 
 
A energia solar é um tipo primordial e abundante na Terra. Pinho e Galdino 
(2014) ressaltam que, além de se tornar inevitável, a radiação solar tem um enorme 
potencial de aproveitamento via sistemas de captação e conversão de energia. 
A energia solar é uma ótima fonte alternativa de geração de energia, pois não 
provoca impactos ambientais. Todos os dias, o planeta recebe uma imensa quanti-
13 
 
dade de energia solar. O ser humano como ser pensante, crítico e que está preocu-
pado com o meio ambiente, criou, ao longo de estudos e técnicas, uma forma de apro-
veitamento dessa riqueza. A partir disso, surge o sistema fotovoltaico, ou seja, as pla-
cas solares que conhecemos hoje em dia (CASAGRANDE, Deise; MULLER, Rafaela; 
GEBERT, Alice, 2017). 
No século XIX, no ano de 1839, o pesquisador Alexandre Edmond foi o respon-
sável pela descoberta na energia solar. Enquanto realizava experimentos com eletro-
dos,ele percebeu que a partir da luz solar era possível se obter energia elétrica. Em 
sua experiência, ele descobriu o chamado efeito fotovoltaico, esse efeito se caracte-
riza por uma diferença de potencial que se dá nos extremos da estrutura de um ma-
terial semicondutor ao se interagir com a radiação solar, ou seja, no momento da in-
teração ocorre uma movimentação e liberação de elétrons, gerando a diferença de 
potencial (CRESESB, 2004). 
No ano de 1884 foi criada a primeira célula fotovoltaica, usando selêneo, que 
tinha uma baixa eficiência de apenas 1%. Após mais de um século da descoberta da 
energia solar, em 1954, se originou a primeira célula fotovoltaica usando o material 
silício, que tinha eficiência de 6%. O uso desse novo material foi desenvolvido por três 
pessoas, o químico Calvin Fuller, o físico Gerald Pearson e o engenheiro Daryl Cha-
pin, eles que eram do laboratório da Bell em Murray Hill (EUA) (Universidade Técnica 
de Lisboa, 2018). 
Como resultado, a produção de eletricidade é a produção de energia elétrica 
por meio de diferentes métodos como, por exemplo, energia solar fotovoltaica, arqui-
tetura bioclimática e energia solar fotovoltaica (CRESESB, 2014). 
O Brasil é um país que, em sua maioria, está situado na região intertropical e 
possui um grande potencial de energia solar durante o ano. Possui alta média diária 
de energia solar, chegando a mais de 5kWh/m2 em algumas áreas (ANEEL, 2005). 
Assim, de acordo com Zilles et al. (2012), o Rio de Janeiro tem uma disponibilidade 
anual de 1.758 kWh/m2 ou uma disponibilidade diária de 4,82 kWh/m2. 
A região menos iluminada do Brasil absorve 40% mais radiação do sol do que 
a área mais ensolarada da Alemanha, que é uma das líderes mundiais no uso de 
energia solar. As principais considerações que afetam a decisão de instalar um sis-
tema solar no telhado são os fatores climáticos (radiação solar, ventos, granizo, tem-
pestades de gelo, entre outros), a sobrevivência econômica (levando em conta o tipo 
de geração solar, a quantidade de energia usado e a área de instalação obtida). 
14 
 
2.3 SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA FOTOVOLTAICAS 
 
Um módulo de produção de energia fotovoltaica converte a energia solar em 
energia elétrica. Os componentes essenciais são os módulos fotovoltaicos, que são 
compostos por várias células fotovoltaicas responsáveis por converter a energia solar 
em energia elétrica. Podem ser em grande quantidade e conectados em série e para-
lelo (ZILLES et al. 2012). 
O material mais utilizado em células fotovoltaicas é o silício, que pode ser mono 
cristalino ou policristalino. São amplamente difundidos e bem conhecidos no mercado 
por sua considerável eficiência na transformação da radiação solar em energia elétrica 
(PINHO E GALDINO, 2014). 
Os escritores também observam que os painéis de silício respondem por 85% 
do mercado de painéis fotovoltaicos. Módulos mono cristalinos feitos com grandes 
cristais de silício, possuem um valor agregado mais elevado, mas mais eficiente. Mó-
dulos policristalinos tão construídos com diversos cristais menores de silício e tão co-
mumente encontrados nas aplicações de sistemas fotovoltaicos ao redor do mundo. 
Outra forma de painel fotovoltaico é comercializada como filme fino, que, se-
gundo Pinho e Galdino (2014), são "divididos em diversas cadeias produtivas: silcio-
morfo (a-Si), disseleneto de cobre e nídio (CIS) ou disseleneto de cobre, índio e gálio 
(CIGS) e Possui vantagem física sobre os módulos de silício, maior elasticidade e 
menor perda de desempenho em temperaturas extremamente altas, tendo como des-
vantagens: menor eficiência, dificuldade de obtenção de materiais, redução da vida 
útil e processo de construção com materiais tóxicos. Os tipos de painéis ficam evidente 
na Figura 2 abaixo. 
Figura 2 - Módulos de filme fino, monocristalino e policristalino 
 
 
Fonte: Exsolar (2017) 
15 
 
Além dos painéis fotovoltaicos, existem outros elementos que compõem o sis-
tema e permitem que ele funcione corretamente. O inversor de frequência é um equi-
pamento crucial, pois a eletricidade gerada nas placas fotovoltaicas é de corrente con-
tínua (CC) e o inversor de frequência é realiza a conversão desta corrente gerada 
continua (CC) em corrente alternada (CA), se necessário. 
 
Segundo Oliveira, Marliana, 2019, os sistemas FV são compostos por equipa-
mentos que transformam a energia do sol em energia elétrica, por meio de painéis 
solares compostos por células fotovoltaicas. As duas categorias de sistemas fotovol-
taicos, ON-Grid e OFF-Grid, possuem uma configuração básica composta por módu-
los, unidade de controle de potência, além de possuir ou não unidade de armazena-
mento. 
 
2.3.1 Sistema On-Grid 
 
Os sistemas ON-Grid, também chamados de sistemas conectados à rede, tem 
aumentado significativamente no mercado solar nos países em desenvolvimento. 
Como resultado, estes são considerados um complemento da energia gerada por 
meio das concessionárias, vez que a energia gerada por esse modelo é injetada na 
linha de distribuição existente, de propriedade da concessionária local. Este sistema 
de energia solar fotovoltaica produz eletricidade utilizando como fonte prima os raios 
do sol. A rede da concessionária funciona como receptador e transmissor, recebendo 
a injeção de corrente gerada e não consumida no local de instalação da usina fotovol-
taica. 
Este tipo de sistema emprega energia distribuída e pode ser classificado com 
base na energia gerada. Em um sistema fotovoltaico de energia renovável, as unida-
des consumidoras - local onde estão instaladas as micro redes ou minigeração - ge-
ralmente ficam em residências ou lotes próximos ao local onde é consumida a energia 
gerada por esse tipo de sistema. Os tipos de unidades clientes que utilizam sistemas 
de minigeração solar são, em sua maioria, grandes estruturas. 
As nações desenvolvidas têm visto o maior aumento de sistemas fotovoltaicos 
conectados a redes elétricas, e há um enorme potencial para que tais sistemas sejam 
usados em áreas urbanas isoladas ao redor do mundo, pois se houver um pico de 
demanda durante o dia, esses sistemas podem contribuir para a capacidade máxima 
16 
 
de uma rede. Além disso, quando a demanda por energia elétrica é maior no verão 
quando comparado ao inverno, aumenta a possibilidade de uma carga coincidente 
com a oferta de recursos solares. 
As economias emergentes são responsáveis por grande parte do crescimento 
do mercado fotovoltaico com instalações ON-Grid, evidenciando que estes sistemas 
têm um enorme potencial de utilização em áreas distantes em todo o mundo. A oferta 
abundante de energia solar no Brasil coloca o país em uma situação favorável. Se a 
demanda for baixa ao longo do dia, os sistemas fotovoltaicos (FV) podem ajudar a 
maximizar a capacidade de uma rede, consequentemente suplementam a demanda 
de áreas industriais com alto resfriamento de ar comercial e equipamentos indutivos 
e capacitivos industriais. 
Dessa forma, quando se comparam as tarifas de pico de verão e inverno, fica 
claro que quanto maior a demanda de verão, maior a possibilidade de a carga combi-
nar com a presença de energia renovável gerada por usinas fotovoltaicas. 
Os dados coletados nas regiões metropolitanas do Brasil mostram uma distin-
ção entre áreas dominadas por escritórios e áreas dominadas por imóveis residenci-
ais, com a primeira apresentando pico de demanda durante o dia e a segunda apre-
sentando pico de demanda durante a noite (INPE, 2017). 
Esse tipo de sistema funciona por meio de um painel fotovoltaico (FV), que gera 
energia na forma de corrente contínua (CC), transforma-a em corrente alternada (CA) 
e injeta a energia gerada em uma rede elétrica de distribuição. A ligação entre o painel 
e a rede elétrica é fornecida pelo inversor de frequências. 
Como consequência, os módulos FV são corpos implantados em edifícios resi-
denciais ou comerciais,garagens ou áreas abertas e especializadas. O gerador fo-
tovoltaico é um componente importante do sistema fotovoltaico. 
É composto por módulos que geram energia em CC e depois a convertem em 
CA. Os referidos módulos consistem em células fotovoltaicas feitas de materiais se-
micondutores que são instalados em paralelo (para aumentar a tensão) e paralela-
mente (para aumentar a corrente do sistema). Após esta conversão, a energia elétrica 
pode ser utilizada individualmente ou injetada em uma rede elétrica. 
O inversor é um dispositivo que converte a energia elétrica gerada por um ge-
rador fotovoltaico para uso na tensão correta. Este sistema converte CC gerado por 
módulos fotovoltaicos em CA. Como resultado, a energia é usada da mesma maneira 
por vários dispositivos elétricos. Assim, como o inversor permite que o painel solar de 
17 
 
energia seja conectado a uma rede elétrica de distribuição, a tensão produzida deve 
ter a mesma amplitude, frequência e fase do sistema. 
A Figura 2 mostra o sistema ON-Grid, que utiliza um conjunto de painéis fo-
tovoltaicos interligados, conectados a um inversor e, posteriormente, a uma rede de 
distribuição de energia elétrica. Este dispositivo não armazena a energia gerada. 
Como consequência, qualquer eletricidade produzida que não seja utilizada pelo con-
sumidor/gerador é injetada diretamente na rede elétrica. 
 
Figura 3 - Sistema conectado à rede On-grid. 
 
Fonte: PORTAL SOLAR, 2022 
 
Segundo Bastos, Ezequiel, 2018, os sistemas distribuídos, por serem conecta-
dos à rede, não necessitam de baterias em sua composição. Eles são constituídos 
basicamente pelo painel fotovoltaico e o inversor, além dos componentes de comando 
e de proteção, como por exemplos chaves, fusíveis e disjuntores. 
Figura 4 – Composição Básica de um Sistema FV Conectado a Rede. 
 
Fonte: Lambertes, 2010 
18 
 
Nos sistemas FV distribuído, apresentam uma grande vantagem por diminuí-
rem perdas relacionadas à transmissão e distribuição, tornando-se assim um sistema 
eficiente em relação à capacidade energética. Além disso, não há necessidade de um 
local específico para a instalação do sistema, já que ele é integrado a própria edifica-
ção (RÜTHER, 2004). 
 
2.3.2 Componentes do Sistema Fotovoltaico 
 
2.3.2.1 Painel Fotovoltaico 
 
O painel solar fotovoltaico (Figura 5) converte a radiação solar em corrente elé-
trica contínua. Cada camada é composta de células fotovoltaicas. A combinação de 
vários painéis fotovoltaicos pode fornecer energia para ser utilizada em iluminação 
pública, além de telefones e fachadas em residências, residências e fábricas, entre 
muitos outros dispositivos de consumo. 
Os módulos fotovoltaicos são fabricados a partir do encadeamento de várias 
células fotovoltaicas. Esse encadeamento é feito, pois apenas as células não satisfa-
zem o sistema FV, devido à baixa potência que elas apresentam (1 a 3 W), e sua 
tensão individual ser menor que 1 V. Ligando as células em série, o polo negativo de 
uma é soldados ao pólo positivo da célula em sequência (Figura 5) (ALVARENGA, 
2018). 
 
Figura 5 – Interligação em séria de células fotovoltaicas 
 
Fonte: Departamento de Energia Elétrica (UFC), 2014. 
 
De todo o sistema fotovoltaico, a célula é onde se encontra a base de toda a 
conversão da luz solar na energia elétrica. A conversão direta da energia radiante 
solar em corrente elétrica é realizada mediante ao efeito fotovoltaico que se caracte-
riza pelo surgimento de uma diferença de potencial elétrico. Essa diferença se origina 
com os fótons que ao incidirem sobre o material semicondutor da célula, promovem 
19 
 
um deslocamento nos elétrons. Esses elétrons podem ser capturados antes de volta-
rem a seus orbitais atômicos, e por meio disso são aproveitados como corrente elé-
trica, com isso surgem lacunas, que são tratados pela Física como se fizessem o papel 
de cargas positivas, pois elas atraem os elétrons livres, que conduzem a corrente elé-
trica (Figura 6). 
 
Figura 6 - Painel Fotovoltaico 
 
Fonte: Portal Energia, 2019 
 
Figura 7 - Composição da célula fotovoltaica. 
 
Fonte: Portal Energia, 2019 
 
Para que ocorra o efeito fotovoltaico, o material contido na célula deve ser ba-
sicamente um semicondutor, visto que os isolantes não se adequam pela baixa con-
dutividade que eles apresentam e os metais concentram uma grande quantidade de 
elétrons e, por isso, são insensíveis à luz. 
Diante dos semicondutores, para a seleção do mais apropriado, se analisa prin-
cipalmente quanto à capacidade de fornecer o maior produto tensão x corrente (I x V) 
20 
 
para a luz visível. Alguns dos materiais mais usados para a fabricação de células fo-
tovoltaicas são: silício, selênio, gálio e o cádmio. Na análise dos elementos existe o 
silício policristalino, o silício amorfo, arseneto de gálio, sulfeto de cádmio, entre outros. 
O silício policristalino e o amorfo, já são de uso comercial mesmo que de baixíssima 
escala, a vantagem deles em relação principalmente ao monocristalino é que exigem 
de uma menor quantidade para o uso da produção da célula, além da capacidade do 
seu processamento ser compatível com a produção em massa (CRESESB, 2006). 
 
2.3.2.2 Inversor 
 
O inversor fotovoltaico (Figura 8) converte energia de CC para CA, porque a 
maioria das redes de distribuição do Brasil é em CA, consequentemente os equipa-
mentos elétricos comercializados no país é de CA, desta forma ele possibilita que a 
energia gerada em CC possa ser usada em instalações residenciais particulares e 
injetada na rede de distribuição. Essa tecnologia, a depender da regulagem desejada, 
deixa tensões e frequências compatíveis com o sistema elétrico da concessionária, 
pelo qual o dispositivo está conectado. 
De acordo com o INMETRO (2011), os inversores para uso em sistemas fo-
tovoltaicos devem ter forma de onda senoidal pura, eficiência superior a 85% na faixa 
de 50% a 100% da potência nominal e distorção harmônica (DHT) inferior a 5% em 
qualquer força operacional. 
 
Segundo Pereira e Gonçalves (2008), as principais funções dos inversores em 
SFRC são: 
- Rastreamento do Ponto Máximo de Potência (MPPT), permite que os siste-
mas FV façam ajustes e mantenham o Módulo FV operando sempre perto do seu 
maior potencial; 
- Converter CC em CA; 
- Desconexão e Isolamento: em casos de os níveis de corrente, tensão e fre-
quência não estarem na faixa exigida pelos padrões da rede elétrica de ser desconec-
tado, valendo também para quando a rede estiver sem energia, ocorrendo assim um 
isolamento do gerador FV da rede. 
 
 
21 
 
Figura 8 - Inversor 
 
Fonte: Autor, 2022 
 
2.3.2.3 Quadro de Distribuição 
 
A energia elétrica produzida por usinas fotovoltaicas, são conectadas a um qua-
dro de distribuição local, responsável por interligar o empreendimento utilizador e a 
rede de distribuição da concessionaria, contendo componentes elétricos de segurança 
e manobra. 
 
2.3.2.4 String box 
 
Deve ser feita a proteção dos cabos contra sobrecorrentes, a utilização da 
String Box é essencial, ela que é um equipamento de proteção que isola o sistema de 
produção de energia fotovoltaica para impedir o risco de propagação de acidentes 
elétricos, como os curtos-circuitos e os surtos elétricos. Em casos desses problemas 
que podem surgir, a String Box sacrifica seus componentes e abre o circuito elétrico 
em que ela está instalada. Fazendo uma analogia, ela funciona como os disjuntores 
de energia dentro da sua caixa de distribuição. Nela, se utiliza por exemplo fusíveis 
instalados como chave seccionada. Isso ajudará para que a CC chegue ao inversor 
protegida, além de também proporcionar maior proteção para o consumidor (SOLAR-
VOLT, 2018). 
22 
 
Uma string box (Figura 9) é um dispositivo que protege a parte de corrente 
contínua (CC) do sistema e é conectada entre as células fotovoltaicas e o inversor. 
Este equipamentosepara o sistema de produção de energia fotovoltaica para evitar a 
propagação de falhas de energia, como curtos-circuitos e surtos elétricos. 
Como resultado, a String Box sacrifica suas partes e abre o circuito elétrico em 
que está instalada. Da mesma forma, ela serve como conexões de energia dentro de 
seu quadr de distribuição do circuito (QDC). 
 
Figura 9 - String Box 
 
Fonte: Autor, 2022 
 
 
2.4 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS 
 
Os semicondutores, encontrados em módulos fotovoltaicos, convertem a radi-
ação luminosa em eletricidade. Esses semicondutores absorvem fótons contidos nos 
fótons, transferindo uma porção para o elétron, que adquire energia suficiente para se 
deslocar por um circuito externo, gerando eletricidade diretamente pelo efeito fotovol-
taico. De acordo com Zilles et al. (2012), o fenômeno fotovoltaico surgiu como resul-
tado do desenvolvimento da teoria da mecânica quântica, que não será objeto do pre-
sente estudo. 
A capacidade dos módulos, bem como os parâmetros do local de instalação, 
incluindo as condições geológicas, os parâmetros climáticos e, principalmente, a inci-
dência solar e a orientação dos módulos em relação ao sol, determinam a geração de 
23 
 
energia. Segundo Silva e cols. (2012), a quantidade de radiação solar que incide sobre 
uma superfície varia de acordo com sua latitude, condições atmosféricas e posição no 
tempo (horas e dias, dependendo das estações do ano). 
Existe uma restrição de conversão relacionada à eficácia do módulo fotovol-
taico. Segundo Vivacqua (2016), as células de sílica foram criadas inicialmente com 
aproximadamente 6% da conversão de luz visível em elétrica. Atualmente, células de 
silício monocristalino atingem 20% de conversão, com potencial para atingir mais de 
25% de eficiência dentro do laboratório. 
Segundo Bastos, Ezequiel, 2018, o silício é um material que não é encontrado 
puro na natureza, ele se apresenta normalmente como areia. Através de alguns pro-
cessos físicos e químicos, se obtém o silício puro. O cristal do elemento de silício puro, 
em sua composição não possui elétrons livres, e por esse motivo é considerado um 
mal condutor. Para resolver esse problema são acrescentadas porções de outros ele-
mentos, esse processo é denominado dopagem. 
Para realizar a dopagem é muito comum o uso de dois elementos junto ao silí-
cio, que geralmente são o Fósforo (P) e o Boro (B). Ao realizar a dopagem com o 
Fósforo, surgem elétrons livres, portadores de cargas negativas, obtendo assim o Si-
lício Tipo N. Fazendo o mesmo processo, porém acrescentando o Boro, surge um 
material com outras características, que tem falta de elétrons, material com cargas 
positivas livres, obtendo assim o silício Tipo N. Cada célula solar compõe-se de ca-
mada fina de material tipo N e outra com maior espessura de material tipo P (PALZ, 
1981). 
Individualmente, essas duas camadas (N e P), são eletricamente neutras. Po-
rém ao serem unidas na região chamada P-N, se forma um campo elétrico, por causa 
da diferença de potencial entre as placas. Ou seja, o efeito o campo elétrico exerce 
força sobre os elétrons livres do silício tipo N, que por sua vez, ocupam os vazios da 
camada do silício tipo P. Assim, com a incidência de luz sobre essa célula fotovoltaica, 
os fótons vindos da luz se “esbarram” com elétrons da estrutura de silício, gerando 
assim energia e os transformando-os em condutores (PALZ, 1981). 
Porém, só o fato de encostar as camadas não produz aceleração nos elétrons 
para gerar corrente elétrica é necessária uma energia extra que pode ser dada pela 
luz, ou por outra diferença de potencial (ddp). Nos diodos de silício, por exemplo, os 
elétrons só atravessam essa junção (também conhecida como banda) quando a ddp 
24 
 
ultrapassa 0,7 V, se o material utilizar germânio no lugar do silício essa voltagem de 
ativação cai para 0,3 V (Bastos, Ezequiel, 2018). 
Através de um condutor externo, se liga a camada negativa à positiva, gerando 
um assim um caminho para a corrente elétrica. Enquanto a luz incidir na célula, esse 
fluxo de elétrons (corrente elétrica) se mantém. A quantidade de corrente elétrica a 
ser gerada, será proporcional à intensidade da luz incidente (PALZ, 1981). Daí a im-
portância da área da placa, pois quanto maior a palca maior será a quantidade de luz 
que ela conseguirá absorver. 
 
Figura 10 – Estrutura Básica de Uma Célula Fotovoltaica 
 
Fonte: WGSOL, 2018 
 
2.5 LEVANTAMENTO DO CONSUMO ENERGÉTICO DA UNIDADE CONSUMIDORA 
 
A tarifa de energia elétrica no Brasil é controlada pela Agência Nacional de 
Energia Elétrica (ANEEL). Conforme resoluções da ANEEL. Para calcular o consumo 
médio de energia (kWh) de um dispositivo com base em seus hábitos de uso, consulte 
a potência do dispositivo no manual do fabricante. 
Contudo, para cálculo de consumo médio anual, utiliza-se a coleta de todas as 
contas e cobranças da concessionária e verifica-se o valor cobrado, aplicando na fór-
mula de média. 
Segundo Gouveia, Rosimar (c2022). A média (Me) é calculada somando-se 
todos os valores de um conjunto de dados e dividindo-se pelo número de elementos 
deste conjunto. De acordo com Equação 1 a seguir: 
 
25 
 
(1) 
 
Sendo: 
Me: média 
x1, x2, x3,..., xn: valores dos dados 
n: número de elementos do conjunto de dados 
 
2.6 PESQUISA DE SOLARIMETRIA 
 
A pesquisa é realizada com base na coordenada geográfica do ponto de insta-
lação do sistema fotovoltaico, com base nas coordenadas é gerada uma planilha com 
a informação da irradiação solar diária média mensal (kWh/m2 dia), com índices men-
sais em plano horizontal, ângulo igual a latitude, maior média anual é maior mínimo 
mensal, fundamentando assim o índice de irradiação utilizado para dimensionamento 
da quantidade de painéis suficientes para funcionamento ideal da usina fotovoltaica. 
É denominada irradiância solar, a densidade média anual do fluxo de energia 
que se têm pela radiação solar. Essa irradiância quando é medida num plano que se 
encontra perpendicular aos raios solares no topo da atmosfera da Terra, têm-se o 
nome de constante solar e é adotado o valor de 1.367 W/m². Se o raio médio da Terra 
tem 6.371 km, com esse valor da irradiância, é calculado que a potência total disponi-
bilizada do Sol para Terra, no topo da atmosfera, que é aproximadamente 174.000 
TW, valor significante e que mostra a grande alternativa que é o Sol, equanto fonte de 
energia. (CRESESB, 2014). 
Com base em medições feitas no período do ano 2000 ao ano 2005, obteve-se 
num diagrama que de toda a irradiância solar que chega a atmosfera, 54 % incide no 
topo da atmosfera, sendo 7 % refletida e 47 % é absorvida, e o restante (46%) são 
absorvidos e refletidos pela própria atmosfera, com isso se conclui que aproximada-
mente 94.000 TW de potência chegam de forma efetiva à Terra (TRENBERTH, 2009). 
Pegando como base o consumo mundial de energia primária em 2011, têm-se 
o valor de consumo de aproximadamente 143.000 TWh e num intervalo de 2 horas ( 
94.000 TW multiplicado por 2, obtendo 188.000 TWh), já se tem uma quantidade de 
26 
 
energia recebida na superfície terrestre superior ao consumo energético mundial du-
rante um ano (CRESESB, 2014). 
A partir valor da irradiação solar incidente pode-se calcular a energia elétrica 
que pode ser convertida por meio de um Sistema Fotovoltaico. O potencial do Brasil, 
como visto na figura 8, é de enorme escala e constante em todo o território brasileiro, 
tornando assim todos os estados aptos a serem grandes produtores de energia por 
via solar. Em um comparativo, o Brasil tem mais disponibilidade de irradiação até 
mesmo que a Alemanha que é um país com uma capacidade instalada grande de 
sistemas Fotovoltaicos, referência mundial (CEPEL/CRESESB, 2014). 
A irradiação solar sobre a terra pode ser representada pela figura 11 a seguir: 
 
Figura 11 – Componentes da radiação solarFonte: RODRIGUES, 2014 
 
O Brasil apresenta altos índices de radiação, principalmente nas regiões norte 
e nordeste, devido à sua localização na zona tropical, que é caracterizada por tempe-
raturas anuais em torno de 25°C (INMET, 2018). Desta forma, o recurso solar, que é 
uma das variáveis mais essenciais quando se avalia a geração de energia elétrica 
através do uso de um sistema fotovoltaico, é abundante, resultando em condições 
favoráveis de produção. 
As informações solarimétricas numéricas estão na forma de tabelas, organiza-
das em ordem alfabética, por região, por estado e finalmente por localidades. Para 
27 
 
cada Estado existem dois tipos de tabelas (ATLAS SOLARIMETRICO DO BRASIL, 
2000): 
A primeira, onde constam em diferentes colunas, o nome da localidade com 
coordenadas geográficas, altitude, tipo de instrumento de medidas, período de medi-
das e, no caso onde a radiação solar foi estimada, a correlação utilizada. Esta última 
coluna também é utilizada para designar quando não se conseguiu identificar se o 
dado de radiação foi medido ou estimado. 
As linhas sucessivas para uma mesma localidade indicam fontes de informa-
ções distintas; 
A segunda, onde constam, para cada localidade e fonte de informação, os se-
guintes 
parâmetros, em bases diárias, médias mensais: 
 
Duração do dia , N (h); 
Insolação diária, n (h); 
Fração de insolação , n/N; 
Desvio padrão da insolação (h), onde houver; 
Total de dias com dados de Insolação (dias), onde houver; 
2 Radiação solar global diária, (MJ/m ); 
2 Desvio padrão da radiação solar global diária, (MJ/m ), onde houver; 
Total de dias com dados de radiação solar global diária, (dias), onde houver. 
 
2.7 PROCEDIMENTO DE INSTALAÇÃO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO 
 
A instalação de um sistema fotovoltaico, segue alguns padrões específicos de 
acordo com o adotado para o local trabalhado. De acordo com Pinho 2014, a instala-
ção deve seguir alguns passos. 
O primeiro deles deve ser, a preparação do local de instalação do painel solar 
no layout projetado do sistema, assim os instaladores devem subir na casa ou resi-
dência e marcar onde cada painel solar será colocado. 
Logo em seguida devem ser instalados os “suportes” dos painéis solares em 
laje ou telhados de barro no segundo caso as telhas são removidas nos lugares certos, 
de acordo com o layout, e os “suportes” são aparafusados nesses pontos, gerando a 
base da fixação do sistema. Caso o local seja em telhados de metal, a instalação é 
28 
 
mais simples, e o suporte é aparafusado através da própria telha metálica, garantindo 
segurança e proteção contra infiltrações. 
São feitas algumas exigências quanto à instalação dessas estruturas segundo 
Lorenzo e Zilles (1994), são elas: 
- Resistir ventos de até 150 km/h; 
- Os módulos devem estar localizados à no máximo 1 metro do solo; 
- A fabricação do suporte deve ser baseada em materiais não corrosivos; 
- Deve ser feito o aterro segundo as normas vigentes; 
- Não prejudica a edificação esteticamente. 
Em seguida os trilhos” onde os painéis solares serão fixados são instala-
dos, as estruturas de fixação são todas pré-fabricadas, normalmente em alumínio. Os 
trilhos são feitos para encaixar perfeitamente nos suportes e promover um local ideal 
para prender os painéis solares. 
Depois toda a base do sistema montada, deve-se instalar as placas solares so-
bre os trilhos e conectar os cabos, isso acontece com os trilhos bem fixos. Para seja 
possível conectar os painéis solares no inversor solar e instalar o inversor na rede 
elétrica de casa ou residência. Nesta etapa, trabalha somente o eletricista. Após a 
instalação e a conexão à rede, o sistema de energia solar já está produzindo energia 
elétrica. 
 
2.8 TESTES DE ISOLAÇÃO ELÉTRICA DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS 
 
O módulo e os sistemas fotovoltaicos trabalham com tensões potencialmente 
perigosas para a saúde do ser humano. Existe uma preocupação significativa nas cé-
lulas e instalações fotovoltaicas quanto ao fornecimento de isolamento elétrico entre 
as partes ativas (que produzem energia elétrica) e as partes que têm contato direto 
com as pessoas (molduras, cabos, caixas de junção e vidros). 
A resistência ao isolamento de um painel solar é uma medida importante do 
seu isolamento elétrico. A resistência ao isolamento é testada em laboratórios de cer-
tificação e é uma das principais necessidades de segurança para a certificação de 
células fotovoltaicas. 
O objetivo deste teste é avaliar a fuga de corrente que ocorre quando uma alta 
tensão é aplicada, estabelecendo assim a resistência de isolamento do módulo (HER-
NANDEZ,2010). 
https://www.portalsolar.com.br/guia-rapido-estrutura-de-suporte-para-fixacao-de-painel-solar-fotovoltaico.html
https://portalsolar.com.br/empresas-que-instalam-placas-de-energia-solar
29 
 
O teste de resistência do isolador de alta tensão é realizado no Brasil de acordo 
com a Portaria 004/2011 do INMETRO, de acordo com os devidos estabelecidos lis-
tados na norma internacional IEC 61215. De acordo com a IEC 61215, a portaria 
004/2011 do INMETRO realiza exame de certificação para energia fotovoltaica módu-
los no Brasil, com o objetivo de emitir um selo de qualificação e, consequentemente, 
permitir a entrada da tecnologia no mercado brasileiro. 
O teste de isolação elétrica é também realizado nos sistemas fotovoltaicos em 
campo. Os procedimentos dos testes laboratorial e de campo diferem, mas o objetivo 
é o mesmo: testar a segurança da isolação elétrica do sistema fotovoltaico (SAKÔ, E. 
Y, 2021). 
Enquanto o teste laboratorial testa a resistência elétrica entre os terminais elé-
tricos de um único módulo e sua moldura metálica, o teste de campo mede a resistên-
cia elétrica entre os terminais da string fotovoltaica e o barramento de terra da insta-
lação (ao qual devem estar conectadas as molduras de todos os módulos) (SAKÔ, E. 
Y, 2021). 
Segundo Souza, J. P., 2019, o ensaio de resistência de isolamento é um teste 
de segurança elétrica que tem o objetivo de verificar se um sistema fotovoltaico ofe-
rece isolamento adequado entre seus subsistemas e o ambiente externo. Desta forma, 
também é possível verificar a integridade de condutores e equipamentos, além de 
detectar degradação e falhas no isolamento dos condutores. O ensaio de resistência 
de isolamento elétrico é uma das várias maneiras de detectar ou prever a falha de 
condutores em um sistema fotovoltaico. O teste “Megger”, como o ensaio de isola-
mento costuma ser chamado, é uma marca registrada de um produto de uma residên-
cia que foi pioneira nesse tipo específico de teste, conforme figura 12. 
 
Figura 12 – Instalador de Sistema Fotovoltaicos Realizando Teste de Isolamento 
 
Fonte: Canal Solar, 2019 
30 
 
O megômetro, também conhecido como megger, é um instrumento de medição 
do fluxo de corrente elétrica. De forma simples, ele basicamente gera e aplica uma 
tensão – que varia entre 500 e 15000V – em um equipamento para realizar a leitura 
precisa da corrente elétrica capaz de passar por ele (Instrusul, 2017). 
 
 
https://www.lojainstrusul.com.br/categorias/metrologia-eletrica/megometro
31 
 
3. METODOLOGIA 
 
O trabalho consiste na apresentação de um estudo de caso acerca da implan-
tação de uma usina fotovoltaica, efetuada em uma Residência Recifense. 
Para o estudo acima referenciado, serão necessária a realização em oito eta-
pas: 
 
⚫ Levantamento do consumo energético da unidade consumidora; 
⚫ Pesquisa de Solarimetria no local onde será instalada as placas; 
⚫ Escolha dos módulos e equipamentos auxiliares; 
⚫ Dimensionamento da área necessária para instalação; 
⚫ Procedimento de instalação; 
⚫ Comissionamento; 
⚫ Valores aproximados; 
⚫ Análise financeira. 
3.1 LOCAL DO ESTUDO 
 
A residência referência do estudo de caso tem como função habitação unifami-
liar, no local onde foi instalado a usina alvo do estudo, é uma casasimples com 3 
quartos, sala, cozinha e varanda 
A residência fica localizada no Bairro do Arruda na Cidade de Recife em Per-
nambuco, como mostrado na Figura 13 a seguir, mais precisamente na Rua Raul 
Pompéia nº 610. 
 
Figura 13 - Rua Raul Pompéia nº 610 - Local do Estudo 
 
Fonte: Google Maps 
 
32 
 
A decisão em estudar e verificar a viabilidade da usina de geração fotovoltaica 
se deu devida ao valor da conta de energia que a família paga, juntamente com a 
flutuação das bandeiras tarifárias utilizada para cobrança da concessionaria de acordo 
com o balanço hídrico. 
3.2 COLETA DA INFORMAÇÃO 
 
3.2.1 Levantamento do consumo energético da unidade consumidora 
 
A Tabela de Consumo foi estrutura de acordo com os dados coletados nas 
contas de energia da residência objeto do estudo. 
 
MÊS ANO CONSUMO 
NOVEMBRO 2022 317,60 
DEZEMBRO 2022 234,69 
JANEIRO 2023 339,75 
FEVEREIRO 2023 193,11 
MARÇO 2023 195,87 
ABRIL 2023 267,35 
 
Com o levantamento realizado, através da Equação 1 foi feito o cálculo médio 
de consumo e energia da unidade. 
 
3.2.2 Pesquisa de Solarimetria 
 
Segundo o Atlas Brasileiro de Energia Solar, diariamente incide entre 4.444 
Wh/m² a 5.483 Wh/m² no país. A pesquisa de solarimetria fora realizada com base 
nos dados disponíveis no site do Centro de Referência Para As Energias Solar e Eó-
lica Sérgio de Salvo Brito – CRESESB, este site foi criado no ano de 1994 por meio 
de um convênio entre o Centro de Pesquisas de Energia Elétrica – CEPEL e o Minis-
tério Brasileiro de Minas e Energia – MME, com apoio do Ministério Brasileiro de Ci-
ência e Tecnologia – MCT. 
 
3.2.3 Escolha dos Módulos e Equipamentos Auxiliares 
 
Considerando a potência dos painéis, adotando a geração de 450 W por placa, 
ou seja, aproximadamente 98% da capacidade técnica ofertada, que varia entre 430 
33 
 
a 460 W, com margem de mais ou menos 5 W, fora realizada a instalação dos módulos 
fotovoltaicos de alta eficiência bifacial da marca DAH Solar e modelo Mono perc DHM-
72L9/BF, conforme Figura 14. 
Figura 14 - Módulo fotovoltaico utilizado 
 
Fonte: DAH Solar, 2022 
 
3.2.4 Dimensionamento da Área Necessária Para Instalação 
 
As placas fotovoltaicas foram concebidas em uma área total de 90 m2, sufici-
ente para instalação de 20 módulos da marca DAH Solar e modelo Mono perc DHM-
72L9/BF, com dimensões 1,038 (L) x 2,094 (C) metros cada placa, inclusive os aces-
sórios de fixação, conforme Figura 15. 
Figura 15 – Dimensões do módulo fotovoltaico utilizado 
 
Fonte: DAH Solar, 2022 
 
3.2.5 Procedimentos de Instalação 
 
O projeto de implantação da usina de geração solar deverá submetido para a 
concessionária fornecedora de energia, para que após a aprovação possa avançar na 
34 
 
etapa de aquisição de insumos e instalação da usina, em seguida para que seja rea-
lizada a instalação dos módulos, condutores, inversor e quadros de segurança, ven-
cido esta etapa deve ser solicitada junto à concessionária o pedido de homologação 
e certificação da usina instalada. 
3.2.6 Comissionamento 
 
Após a homologação concedida pela concessionária, deve-se proceder com o 
startup dos equipamentos, e verificado no painel de comando do inversor se os parâ-
metros predefinidos estavam em acordo com o projetado. 
 
3.2.7 Análise do Valor de Implementação do Projeto 
 
Realizou-se pesquisas de mercado, a fim de verificar os valores aproximados 
de instalação e implementação do projeto, consistiu na captação de três orçamentos, 
analisando a paridade e realidade de mercado na época da pesquisa. Para melhor 
avaliação no estudo em questão foi adotado o orçamento mais favorável e dentro das 
especificações técnicas necessárias. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
35 
 
4. RESULTADOS ESPERADOS 
 
 
A análise de viabilidade de instalação de sistemas fotovoltaicos é um processo 
essencial para determinar se a implementação desse tipo de sistema é adequada e 
rentável para determinado contexto. Esperamos com essa anáise, identificar a 
viabilidade da instalação de um sistema FV em uma residência padrão: 
 
4.1. Consumo de Energia Atual: Com a realização do levantamento detalhado do 
consumo de energia atual da edificação, considerando o histórico de consumo e as 
variações sazonais permitirá identificar a demanda energética e determinar o tamanho 
adequado do sistema fotovoltaico. 
 
4.2. Análise Tarifária: A verificação da classificação tarifária da edificação e 
compreensão das tarifas de energia elétrica vigentes irá permitir identificar 
oportunidades de economia e os benefícios financeiros de um sistema fotovoltaico, 
como a redução da conta de luz e possíveis incentivos ou subsídios governamentais. 
 
4.3. Avaliação da Cobertura e Orientação Solar: Realizando a análise da cobertura 
do local pretende-se verificar se ela possui a área e a estrutura adequadas para a 
instalação dos painéis solares. Analisando também a orientação solar da edificação, 
considerando a incidência de luz solar ao longo do dia e das estações do ano. 
 
4.4. Estudo de Irradiação Solar: A Coleta de dados sobre a irradiação solar na 
região onde a edificação está localizada é fundamental para determinar o potencial de 
geração de energia solar no local e estimar a produção energética do sistema 
fotovoltaico ao longo do tempo. 
 
4.5. Dimensionamento do Sistema: Com base nos dados coletados sobre o 
consumo de energia, irradiação solar e características da edificação, teremos o 
correto dimensionamento do sistema fotovoltaico. Isso inclui a determinação da 
potência dos painéis solares, quantidade de painéis necessários, capacidade de 
armazenamento (se houver) e escolha dos equipamentos auxiliares, como inversores 
e baterias. 
 
36 
 
4.6. Análise Financeira: Realização de uma análise econômica e financeira do 
investimento em um sistema fotovoltaico. Isso envolve o cálculo do retorno sobre o 
investimento (ROI), payback (tempo necessário para recuperar o investimento), taxa 
interna de retorno (TIR) e a estimativa dos custos de operação e manutenção ao longo 
do tempo. 
 
Com base nessas análises e pretende-se obter um resultado esperado para a 
viabilidade da instalação de um sistema fotovoltaico. Esse resultado indicará se o 
investimento é adequado, se haverá economia significativa na conta de energia 
elétrica, o prazo estimado para o retorno do investimento e os benefícios ambientais 
associados à utilização de energia solar. 
 
 
 
37 
 
REFERÊNCIAS 
 
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wer- converters-inverters/solar>. Acesso em 17 OUT 2022. 
 
ABINEE. Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica. Propostas para inserção da 
energia solar fotovoltaica na matriz elétrica brasileira. 2012. Disponível em: 
<http://www.abinee.org.br/informac/arquivos/profotov.pdf>. Acesso em 09 OUT 2022. 
 
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emissões de gases de efeito estufa da aviação civil brasileira. Ano base 2013. Brasília, DF, 
2014. Disponível em <http://www.aviacao.gov.br/noticias/2016/03/acoes-sustentaveis-em- 
aeroportos-brasileiros-reduzem-uso-de-energia-e-danos-ao-meio-ambiente/plano_de_acao- 
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AGÊNCIA NACIONAL DA AVIAÇÃO CIVIL - ANAC. Resolução nº 153, de 18 de junho 
de 2010. Disponível em <http://www.anac.gov.br/assuntos/legislacao/legislacao- 1/resolu-
coes/resolucoes-2010/resolucao-no-153-de-18-06-2010/@@display- file/ar-
quivo_norma/A2010-0153.pdf>. Acesso em 13 OUT 2022. 
 
AGÊNCIA NACIONAL DA AVIAÇÃO CIVIL - ANAC. Regulamento Brasileiro da Avia-
ção Civil - RBAC nº 154, de 28 de abril de 2017. Disponível em 
<http://www.anac.gov.br/assuntos/legislacao/legislacao-1/rbha-e-rbac/rbac/rbac-154-emd- 
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AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELETRICA –ANEEL. Atlas de energia elétrica do 
Brasil. 2ª Edição. Brasília, DF, 2005. Disponível em 
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de 17 de abril de 2012. Disponível em <http://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren2012482.pdf>. 
Acesso em 17 OUT 2022. 
 
AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELETRICA – ANEEL. Resolução normativa nº 687, 
de 24 de novembro de 2017. Disponível em 
<http://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren2015687.pdf>. Acesso em 18 OUT 2022. 
 
ANDRADE, Caio Vinícius Aguiar. Análise da inserção de armazenadores de energia na rede 
elétrica de distribuição. Monografia submetida ao curso de graduação em Engenharia de Ener-
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