Estudo de Caso

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ESTUDO DE CASO: ANÁLISE DE VIABILIDADE ECONÔMICA NA 
IMPLANTAÇÃO DE GERADOR EM UM SUPERMERCADO LOCALIZADO EM 
CANDEIAS, REGIÃO METROPOLITANA DE SALVADOR-BA. 
 
 
 
Caio Meira Bastos1 
Thiago Assis dos Santos2 
Orientadora: Vanessa Nascimento Monteiro 3 
 
 
RESUMO 
 
Com o avanço populacional os comércios de pequeno e médio porte estão 
buscando soluções para suprir as suas necessidades energéticas em caso de falta 
ocasionadas por acidentes nas distribuidoras de energias. As soluções mais comuns 
são a utilização de geradores a diesel de stand by com acionamento automático 
para caso de desligamento total das redes ocasionada por acidentes, vandalismos 
ou manutenções programadas. Desta forma, o estudo foi elaborado em um 
supermercado localizado em Candeias, região metropolitana de Salvador-Ba, com o 
objetivo de mostra outro modelo mais viável para comércios que já tem uma 
instalação de um mini gerador de energia proveniente da incidência de luz solar nas 
placas. Nesse artigo mostraremos soluções simples ligadas em bancos de baterias 
para que seja utilizada em caso de falta de energia nas distribuidoras por um 
determinado tempo, seguindo os indicadores fornecidos pela Agência Nacional de 
Energia Elétrica (ANEEL) para que o estabelecimento esteja em funcionamento, 
possibilitando a comercialização dos produtos sem que haja perdas em seus 
faturamentos mensais, contribuindo com os lucros dos comércios. 
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Palavras chave: Geradores a diesel. Falta de energia. Perdas de energia. Energia 
solar. 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Desde que o mundo conheceu a eletricidade, a humanidade segue num ciclo 
de desenvolvimento exponencial e com o consequente aumento da população, as 
cidades vêm construindo muitos empreendimentos que necessitam da energia 
 
1 Bacharelando em Engenharia Elétrica pelo Centro Universitario Jorge Amado. E-mail:caiomeirabastos@gmail.com 
2 Bacharelando em Engenharia Mecânica pelo Centro Universitario Jorge Amado. E-mail: thiagoassis1425@gmail.com 
3 Professora orientadora Engenheira Química, Mestra em Química e Matemática. E-mail: vmonteiro1907@unijorge.pro.br 
 
 
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elétrica. Com a tendência de diminuição de um dos meios de combustíveis fósseis 
mais usados pela sociedade,o petróleo, as empresas tem buscado novos meios de 
geração de energias renováveis. De acordo com Motta (2021) “Além da falta de 
chuvas, o consumo de energia elétrica tem aumentado no país, impulsionado pela 
recuperação econômica.” 
Esses problemas vêm afetando as pequenas e médias empresas por não 
terem recursos profissionais e financeiros para investir em maneiras para manter 
uma reserva de energia, seja ela por banco de baterias ou por geradores a diesel. 
Essas faltas de energias fazem com que as mesmas tenham perdas em vendas 
impactando no seu faturamento anual e diminuindo seus lucros. 
Segundo Silva (2022), visando a melhoria do fornecimento de energia, a 
ANEEL criou uma metodologia de cálculos de indicadores como o DEC que 
representa a Duração Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora e o FEC 
que é a Frequência Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora, mas o 
grande desafio das distribuidoras é limitar os indicadores. 
É possível visualizar que os indicadores diminuiram, mas é um caminho muito 
lento. O DEC de 2011 a 2020 reduziu de 18,61 para 11,5 horas, ou seja, houve uma 
diminuição de 7 horas de interrupções no fornecimento de energia, segundo a 
ANEEL em seus balanços anuais de indicadores. 
As interrupções ocorrem com relativa frequência em intervalos curtos e as 
vezes bem maiores até a completa normalização, em especial, quando ocorre o 
rompimento dos cabeamentos dos postes, problemas em isoladores e 
transformadores, queima de fusíveis (canelas) etc. 
O problema se potencializada para os que dependem da venda de alimentos 
refrigerados, como os supermercados e atacados que comercializam perecíveis, 
bem como os hospitais, clínicas, home care, dentre outros. Como solução, são 
aderidos equipamentos de suporte, os conhecidos geradores à combustíveis e 
geradores à baterias. 
As redes de supermercados, indústrias e outros estabelecimentos com maior 
demanda, vem utilizando geradores de energia a diesel no horário de ponta, como 
forma de redução do custo com energia elétrica e, ao mesmo tempo, tem a opção de 
geração em caso de falta de energia, mitigando assim, o problema das interrupções 
de fornecimento. 
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 Mesmo com todos os investimentos que a empresa de energia faz para 
melhorias em suas manutenções e operações, há fatores externos como de 
acidentes, sobrecargas atmosféricas e vandalismo que ajudam para um aumento 
dos indicadores 
A energia fotovoltaica também tem papel fundamental para a redução do 
custo com energia elétrica, seja nos estabelecimentos comerciais e nas residências 
tendo a vantagem de suprir a tendência pela opção crescente de geração através de 
fonte de energia renovável, sendo integrado a rede de distribuição, porém não 
suprindo a necessidade do fornecimento em caso de falta de energia. 
Sendo assim, o presente artigo tem como objetivo apresentar um estudo de 
viabilidade econômica do sistema de suporte energético voltado a um supermercado 
localizado em Candeias, região metropolitana de Salvador-Ba, que já utiliza sistema 
fotovoltaico on-grid, que diminui os custos da geração de energia disponibilizado 
pela concessionária, mas não resolve o problema de falta de energia. Com isso, viu-
se a possibilidade de adequar o sistema já existente para off-grid, que tem por 
princípio promover armazenamento de energia através do banco de baterias, ou se 
seria mais viável instalar um gerador à diesel. 
 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Energia Solar é uma fonte de energia primária, que vem da irradiação solar. 
Tanto a luz quanto o calor dos raios do sol podem ser transformados em outros tipos 
de energia ou até mesmo combustíveis. Para isso, são utilizadas diversas 
tecnologias e uma dessas é a energia solar fotovoltaica. 
 
2.1 SISTEMA FOTOVOLTAICO 
O sistema fotovoltaico é uma tecnologia que tem como objetivo gerar energia 
a partir da irradiação solar. Este feito só é possível graças a um grande fenômeno 
fisico chamado de efeito fotovoltaico (figura 1), que nada mais é que o surgimento de 
uma tensão elétrica em um material que seja semicondutor, como o silício, quando 
esta exposto a luz. 
 
 
 
 
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Figura 1 – representação do efeito fotovoltaico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Intelbras Blog, 2023. 
 
De acordo com a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – 
FAPESP (2007), as tecnologias FV (fotovoltaica) usam semicondutores para 
converter fótons de luz diretamente em eletricidade. Com o passar dos anos 
comércios e industrias começaram a investir seu capital em módulos solar, pois, a 
mesma utiliza de uma fonte inesgotável para a terra: a luz solar. Desta forma, existe 
uma redução de custos em contas de energias com a sua própria geração. 
Após a resolução normativa ANEEL nº 482/2012, o crescimento de energia 
solar em micro e minigeração houve uma crescente, passando de 1GW em 2019 
para 10GW em Março de 2022, onde criou a possibilidade de clientes terem o 
consumo próprio e ainda o excedente ser eventualmente fornecido para a rede de 
distribuição local, assim, atraindo grandes retornos financeiros. 
 Os módulos fotovoltaicos podem ser associados em serie e/ou paralelo, com 
o propósito de manter a configuração necessária para uma qualidade de energia 
adequada para o funcionamento dos dispositivos sem que haja danos para os 
equipamentos elétricos. 
Esses módulos, em conjuntos, são chamados de arranjos. Normalmente são 
utilizados arranjos com 10 módulos em série, quando conectados na rede elétrica, 
que operam com tensões elevadas. Quando os módulos são conectados em série, a 
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tensãode saída corresponde a soma de tensões dos módulos e a corrente que 
circula é a mesma (figura 2). 
 
Figura 2 – Módulo fotovoltaico em série. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Renato Galbiatti Parminondi, 2018. 
 
Os sistemas de módulos em paralelos são mais comuns em sistemas 
autônomos, que operam em baixa tensão. A tensão fornecida de saída é a mesma 
que é fornecida por um modulo individual. Já a corrente é a soma do valor de cada 
módulo (figura 3). 
 
Figura 3 – Módulo fotovoltaico em paralelo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Renato Galbiatti Parminondi, 2018. 
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Desta forma, o sistema fotovoltaico pode ser disposta de duas maneiras: on 
grig, quando esta conectado a uma rede pública de distribuição elétrica e off grid, 
quando opera de forma autônoma. 
 
2.1.1 Energia solar on grid 
 O sistema de energia solar on grid é o modelo que conecta rede geradora 
á rede de distribuição de energia da concessionaria, que, em caso de excesso de 
geração de acordo com o consumo do cliente, a concessionária utilizaria na rede 
comum de energia e liberaria um crédito para o cliente utilizar quando for 
necessário, ou quando a geração reduzisse por pouco incidência solar ou para 
abatimento em contas conforme o Artigo 14 do Decreto-lei nº 5.163, de 2004. 
Esse sistema é composto somente pela unidade geradora (placas solares), 
inversores para converter a corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA) que é 
a utilizada pelas residências (figura 4). 
 
Figura 4 – Sistema on grid. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: SEBRAE, 2020. 
 
O modelo on grid é o mais utilizado atualmente, pois esse modelo elimina a 
necessidade de ter baterias para o armazenamento de energia elétrica gerada em 
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excesso. Nesse modelo, a energia em excesso é mandada à concessionária, para 
ser consumida, obtendo assim uma redução nos custos e nas manutenções. 
Este sistema pode ser instalado em residências e empresas independente do 
tamanho. As principais vantagens desse sistema é a compensação da energia 
elétrica, que funciona da seguinte forma (figura 5): 
 
Figura 5 – vantagens do sistema on grid. 
 
Fonte: Itelbras Blog, 2023. 
 
Já a maior desvantagem desse modelo é que não há nenhum 
armazenamento de energia por parte do cliente, assim podendo obter uma falta de 
energia quando houver problemas na rede elétrica da concessionária 
Sendo assim, o sistema on grid é composto por: 
 Módulos fotovoltaicos: placas solares responsáveis pela conversão 
da energia solar para a energia elétrica, também utilizado nos sistemas off 
grid. 
 Inversor de frequência: assim como utilizado no off grid para 
conversão de energia, no sistema on grid também tem essa finalidade, já 
que a geração dos módulos solares é em corrente continua (CC) e a rede 
de distribuição em corrente alternada (CA), os inversores são colocados 
também para manter a geração na mesma frequência do sistema elétrico 
a ser conectado. Todo o inversor para ser instalado na rede elétrica 
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deverá seguir os requisitos mínimos de desempenhos e segurança dos 
sistemas e equipamentos para energia fotovoltaica de acordo com a 
portaria 004/2011 do INMETRO. 
 Quadro de distribuição: o quadro de distribuição é responsável por 
direcionar a energia para os locais adequados, nele também são 
colocados os dispositivos de proteção (Disjuntores e DPS). 
 Medidor bidirecional: o medidor bidirecional é utilizado para monitorar 
a energia elétrica consumida e a injetada na rede elétrica, sendo um 
instrumento de extrema necessidade para a instalação on grid. Nele é 
mostrado todos os valores em kWh (quilowatt-hora) e é feito a subtração 
dos dois valores para registrar se houve excesso de consumo ou excesso 
de injeção de energia na concessionária. Todos os medidores têm que 
ser certificado pelo INMETRO seguindo os requisitos técnicos da Portaria 
Inmetro nº. 431. 
 
2.1.2 Energia solar off grid 
 O sistema off grid é totalmente autônomo e um sistema com geração própria 
de energia com abastecimento por um banco de baterias, ou seja, não possui a 
necessidade de estar conectado à rede principal de fornecimento de energia, pelo 
fato de que, este banco de baterias entrará em funcionamento assim que o 
estabelecimento possua uma necessidade de geração de energia, como em dias 
nublados. 
O sistema off grid tem como principal característica o autossustento, que nada 
mais é que a capacidade de armazenar a energia solar em baterias para ser 
utilizada quando não existir produção.Como se trata de um sistema totalmente 
autônomo, o seu funcionamento acontece à parte da rede elétrica. Os aparelhos 
eletrônicos e domésticos são abastecidos de forma direta. 
Este sistema é uma boa opção para ser utilizado em locais remotos, pois se 
torna uma maneira mais econômica de gerar energia elétrica. 
Este sistema tem o funcionamento igual ao on grid e tem um aproveitamento 
em atividades como bombeamento de água eletrificação de cercas, iluminação, 
dentre outros. Com a capacidade de armazenamento da energia solar em baterias, 
pode ser utilizada até durante a noite. 
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A operação do off grid acontece com a mesma qualidade e padrão de 
captação de luz para converter de energia solar em energia elétrica, utilizando de 
equipamentos como painéis solares, inversor solar, controlador de carga e baterias 
(figura 6). 
 
Figura 6 – equipamentos utilizados no sistema off grid. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Ren Light Energy, 2019. 
 
 Módulos fotovoltaicos: placas solares responsáveis pela conversão 
da energia solar para a energia elétrica, também utilizado nos sistemas on 
grid. 
 Controladores de cargas: os controladores são utilizados para 
proteção das cargas utilizadas em correntes continuas (CC) e dos bancos 
de baterias contra sobrecargas. Esses controladores não poderão falhar 
em sistemas isolados, pois caso falhem os danos podem ser irreversíveis 
para as cargas. São também responsáveis por desconectar as baterias do 
sistema de geração quando atinge a plena carga. Esses controladores 
deverão ser projetados de acordo com a carga e com as baterias 
utilizadas no sistema. 
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 Baterias: em um sistema de geração solar há grandes variações de 
geração por conta da quantidade de luminosidade no decorrer do dia, 
impactando na potência de geração dos módulos como forma de atenuar 
essas variações. São colocadas algumas formas de armazenar a energia 
com baterias conectadas no sistema. Atualmente há vários tipos de 
baterias, mas por motivos econômicos as mais usuais são as de chumbo 
e ácido. 
 Inversor de frequência: assim como utilizados nos sistemas on grid, o 
inversor de frequência é responsável por transformar a corrente continua 
(CC) dos módulos em correntes alternadas (CA), a fim de ser utilizadas 
em equipamentos onde é necessário o seu tipo de uso. 
 
 Sendo assim, existem diferentes vantagens entre um sistema off grid de 
pequeno e grande porte, onde o de pequeno porte é caracterizado por gerar energia 
em menor escala, porém ainda independente da energia elétrica convencional. Além 
disso pode haver diminuição do consumo de combustíveis fósseis, aumento da 
disponibilidade de energia e redução de custos. Já o sistema de grande porte possui 
uma menor dependência de combustíveis fósseis, diminuição de custos com 
transporte de combustíveis, menor índice de emissão de gás carbônico e redução 
de riscos de acidentes. 
 Como todo sistema, o off grid possui desvantagens que devem ser 
consideradas como: custo mais elevado se comparado ao on grid, apresenta uma 
menor eficiência energetica e cousa impactos ao meio ambiente por depender de 
baterias. 
 
2.1.3 Banco de baterias 
 Segundo Cide (2012), as baterias armazenam energia elétrica em forma de 
energia química e são formadas por placas positivas e negativas mergulhadaem 
uma solução aquosa chamada de eletrólito (baterias ventiladas) ou mergulhadas em 
um gel pastoso (baterias seladas). 
Para Parfomak (2012) , baterias são dispositivos que transformam energia 
química diretamente em energia elétrica através de reações eletroquímicas de 
oxidação. Essa reação envolve uma transferência de elétrons de um material, 
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embora ser comum o uso do nome de “bateria” para essa unidade eletroquímica, a 
bateria é um conjunto de células ligadas diretamente em serie ou em paralelo a 
depender da necessidade de utilidade em níveis de potência e corrente. 
Os bancos de baterias (figura 7) são um conjunto de baterias afim de trazer 
maior armazenamento para o sistema, sendo utilizada em serie ou em paralelo. 
 O dimensionamento para os bancos de baterias precisa-se de algumas 
informações, potência total do sistema que será utilizado e o tempo de utilização em 
horas que seguirá os índices calculados pela ANEEL. 
 
Figura 7 – tipo de banco de baterias. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Supplier, 2023. 
 
Uma conexão de baterias em série tem a tensão das duas baterias somadas 
mantendo a mesma taxa de corrente. Por exemplo, duas baterias de 12 volts unidas 
vão passar produzir 24 volts, possuindo uma capacidade total igual a 60 amperes. 
De acordo com Carlos (2020), para fazer a conexão das baterias em série, 
usa-se um fio jumper para conectar o terminal negativo da primeira bateria com o 
terminal positivo da segunda bateria. Usa-se um outro conjunto de cabos para unir 
os terminais positivos e negativos abertos à sua aplicação (figura 8). 
 
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Figura 8 – exemplo de ligação em série. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Aprendendo Elétrica, 2020. 
 
As baterias a serem conectadas precisam ter a mesma tensão e capacidade 
nominal corrente. Caso contrário, poderá ocasionar problemas no carregamento e 
diminuir a duração das baterias. 
De acordo com Carlos (2020), a conexão de baterias em pararelo aumenta a 
taxa de corrente, porém a tensão permanece a mesma. É importante notar que, 
devido o aumento da corrente das baterias, haverá a necessidade de um cabo com 
seção maior para suportar. Para unir as baterias em paralelo, é necessário utilizar 
um fio jumper para conectar os dois terminais positivos e os outros dois terminais 
negativos entre si, ou seja, negativo com negativo e positivo com positivo (figura 9). 
 
Figura 9 – exemplo de ligação em paralelo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Aprendendo Elétrica, 2020. 
 
 
 
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2.1.3.1 Tipos de baterias 
No decorrer de um projeto de implantação de sistema fotovoltaico off grid, é 
muito importante escolher o tipo de bateria que irá formar o banco de bateria. As 
mais conhecidas são: 
 Baterias chumbo-ácido: é um tipo de bateria utilizada para alimentar 
o sistema elétrico de motos, caminhões e carros. Possui baixo custo, 
transfere uma quantidade de corrente muito alta e tem vida útil longa. 
Funcionam muito bem também em baixas temperaturas, porém são 
pesadas, perigosas pelo fato do chumbo ser um material tóxico e não são 
adeptas a descargas muito longas por conta do fenômeno de salvatação. 
 Baterias a gel: são baterias ao chumbo-ácido onde o eletrólito não é 
liquído e sim gelatinoso. São baterias sem manutanção, feitas para ciclos 
de descargas muito profundos, podendo durar três vezes mais do que as 
de chumbo-ácido, suportando um elevado ciclo de cargas e descargas. O 
custo é mais elevado, se comparado a bateria de chumbo-ácido e quando 
carregadas inadequadamente possuem uma vida útil pequena. 
 Baterias AGM: são baterias compactas, imunes a curto circuito e são 
muito resistentes no que tange a solicitação mecânica. Podem ser 
dispostas em qulquer posição com vida útil de, em média, 10 anos. Não 
desestabilizam em altas temperaturas. São para correntes elevadas, 
baixa autodescarga e carregam com rápidez. Custam mais que as 
baterias a gel. 
 
3 GERADORES