Procedimentos para Energia Solar

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<p>AULA 5</p><p>SISTEMAS DE ENERGIA SOLAR</p><p>Profª Juliana D’Angela Mariano</p><p>2</p><p>CONVERSA INICIAL</p><p>Olá! Seja bem-vindo(a) à quinta aula de Fundamentos da Energia Solar.</p><p>Nesta aula, falaremos a respeito das etapas do parecer de acesso que o</p><p>consumidor realiza junto à concessionária, para ter seu SFVCR cadastrado no</p><p>sistema de compensação de energia elétrica.</p><p>Sabemos que, para um correto dimensionamento, é primordial o</p><p>conhecimento do recurso solar no local em que o sistema será aplicado. Com</p><p>isso, seguimos com o projeto de dimensionamento, com todos os cálculos de</p><p>energia a ser gerada e seus condutores.</p><p>Com essas especificações, é necessário, então, elaborar um documento</p><p>descritivo com todos as passos e procedimentos adotados no seu projeto, a fim</p><p>de homologar o SFVCR junto à concessionária e, assim, entrar no sistema de</p><p>compensação de energia elétrica.</p><p>Além de falarmos de todas as etapas de elaboração do memorial</p><p>descritivo, relembraremos o estudo de caso para o cenário de dimensionamento</p><p>de um SFVCR e aplicaremos esse exemplo neste documento para a</p><p>concessionária.</p><p>O objetivo desta aula é conhecer os procedimentos para elaboração de</p><p>um memorial descritivo, que seja o mais completo possível, para que não haja</p><p>atrasos no comissionamento do sistema e para que a concessionária tenha o</p><p>controle efetivo de seu sistema, assim, atuando com segurança.</p><p>CONTEXTUALIZANDO</p><p>Como já aprendemos nas aulas passadas, existe a possibilidade de</p><p>instalar os SFVCR e de estes entrarem no sistema de compensação de energia</p><p>elétrica. Mas para o consumidor que pretende instalar esses sistemas em sua</p><p>residência ou em outros locais, é mandatório respeitar algumas etapas</p><p>posteriores ao projeto de dimensionamento do sistema.</p><p>Assim, todas essas etapas e procedimentos levam certo tempo de</p><p>análise, principalmente pelo rigor com que a concessionária os avalia, para</p><p>garantir que a rede elétrica permaneça segura e tenha qualidade. Além disso, o</p><p>consumidor deve estar muito atento à tarifação que pode incidir sobre o</p><p>excedente a ser compensado, evitando surpresas na fatura de energia elétrica.</p><p>3</p><p>Os cenários estudados nas aulas passadas nos permitiram aprender que</p><p>diversas premissas devem ser consideradas no projeto de dimensionamento de</p><p>um SFVCR. O primeiro e mais importante é o conhecimento das condições de</p><p>irradiação disponíveis no local, assim como o conhecer previamente as</p><p>condições do telhado ou da área em que será alocado o painel FV. Feito isso,</p><p>podemos calcular a potência do nosso gerador, mediante a demanda a ser</p><p>consumida, e seguir com a especificação dos demais equipamentos.</p><p>A elaboração de um memorial descritivo contempla a descrição detalhada</p><p>da unidade consumidora do cliente com relação à sua localização geográfica,</p><p>entrada de energia com o número do relógio medidor e disjuntor utilizado na</p><p>instalação. Além disso, é necessário fazer toda descrição do gerador</p><p>fotovoltaico, como especificações técnicas dos módulos fotovoltaicos, suas</p><p>interligações representadas em um diagrama e inclinação do telhado.</p><p>Dentro do memorial descritivo deve haver a descrição da estrutura de</p><p>fixação que será utilizada e o inversor deve ser especificado com sua respectiva</p><p>homologação junto ao INMETRO. Para proteção do sistema como um todo, as</p><p>normas de acesso ao sistema de mini ou microgeração preveem a instalação de</p><p>dispositivos de proteção para atuarem do lado de CC e de CA, prevenindo</p><p>acidentes e possibilitando manobras e desligamento seguro ao sistema.</p><p>Adicionalmente, deve-se anexar junto a esse documento os diagramas</p><p>unifilares do sistema, referentes ao diagrama geral, e do quadro com as cargas</p><p>e disjuntores utilizados em toda instalação. Para encerrar a elaboração do</p><p>memorial descritivo, apresenta-se os cálculos de previsão da produção de</p><p>energia e os cálculos da secção dos condutores. Com todos esses</p><p>procedimentos realizados, podemos seguir com essa documentação na</p><p>concessionária, entregando também o formulário de Solicitação de Acesso de</p><p>Microgeração.</p><p>Toda essa descrição dos itens do memorial descritivo será vista nos temas</p><p>a seguir. E as recomendações se adequam às diversas concessionárias no</p><p>território nacional. Recomenda-se, também, a leitura das normas das</p><p>concessionárias locais para procurar adequar, ao máximo, seu projeto à</p><p>legislação vigente nas normas técnicas locais.</p><p>4</p><p>TEMA 1 – DOCUMENTAÇÃO PARA CONCESSIONÁRIA</p><p>Vamos iniciar nossa aula abordando a documentação necessária para</p><p>darmos entrada, na concessionária, no pedido de aprovação de nosso projeto</p><p>de SFVCR. Os exemplos que utilizaremos nesta aula são referentes aos</p><p>formulários exigidos pela concessionária da Copel no estado do Paraná. No</p><p>entanto, esses formulários e o memorial descritivo são padronizados pela</p><p>ANEEL, podendo ser aplicados em projetos em todos os estados e</p><p>concessionárias de energia elétrica local.</p><p>Conforme a regulamentação do Sistema de Compensação de Energia</p><p>Elétrica sobre Micro e Minigeração, estabelecida pela ANEEL,</p><p>é permitido aos consumidores instalar geradores de pequeno porte em</p><p>suas unidades consumidoras e utilizar o sistema elétrico da Copel para</p><p>injetar o excedente de energia, que será convertido em crédito de</p><p>energia válido por 60 meses. Estes créditos poderão ser utilizados para</p><p>abater do consumo da própria unidade consumidora nos meses</p><p>seguintes ou de outras unidades consumidoras que precisam estar</p><p>previamente cadastradas para esse fim e atendidas pela mesma</p><p>distribuidora (Copel), cujo titular seja o mesmo da unidade com sistema</p><p>de compensação de energia elétrica, possuidor do mesmo Cadastro</p><p>de Pessoa Física (CPF) ou Cadastro de Pessoa Jurídica (CNPJ) junto</p><p>ao Ministério da Fazenda. Outra forma para adicionar unidades</p><p>consumidoras para o abatimento do consumo é através de</p><p>empreendimento com múltiplas unidades consumidoras ou geração</p><p>compartilhada (COPEL, 2017).</p><p>Para que o consumidor possa se tornar um micro ou minigerador, uma</p><p>série de etapas devem ser seguidas. Na Figura 1, a seguir, são ilustradas, de</p><p>forma resumida, todas as etapas do procedimento de acesso; as etapas na cor</p><p>vermelha indicam responsabilidade da distribuidora, e as na cor azul,</p><p>responsabilidade do consumidor.</p><p>5</p><p>Figura 1 – Procedimento e etapas de acesso</p><p>Fonte: ABR Energias, 2017.</p><p>Como etapa inicial do processo, o consumidor deve realizar a solicitação</p><p>de acesso junto à concessionária local. Essa solicitação deve conter,</p><p>preenchido, o formulário de solicitação de acesso presente no PRODIST. A</p><p>concessionária poderá solicitar documentações adicionais, caso entenda</p><p>necessário. A etapa seguinte é de responsabilidade da distribuidora – que deverá</p><p>responder em 15 dias, 30 para minigeração, formalizando o acesso ou</p><p>solicitando informações e/ou alterações necessárias. Uma vez aprovado o</p><p>acesso pela distribuidora, o consumidor terá um prazo máximo de 120 dias para</p><p>realizar a instalação e solicitar a vistoria final. Essa vistoria também é feita pela</p><p>distribuidora, que poderá, caso necessário, indicar alterações ou identificar</p><p>pendências. Apenas após a regularização de todos os pontos levantados o</p><p>sistema passa para a fase de medição e o sistema de compensação de energia</p><p>se inicia (ANEEL, 2016).</p><p>Devemos entender que, em alguns estados, quando instalamos um</p><p>SFVCR, ainda há a incidência de impostos se houver excedente de energia</p><p>elétrica injetada na rede local. A definição sobre a cobrança de impostos e</p><p>tributos federais e estaduais sobre a geração e o consumo de energia elétrica é</p><p>definida pela Receita Federal do Brasil e Secretarias de Fazenda Estaduais. A</p><p>ANEEL apresenta informações relativas ao ICMS e ao PIS/COFINS, definindo:</p><p>6</p><p>ICMS é um tributo Estadual [sic] aplicável à energia elétrica. Com</p><p>respeito à micro e minigeração distribuída, é importante esclarecer que</p><p>o Conselho Nacional de Política Fazendária – CONFAZ aprovou o</p><p>Convênio</p><p>ICMS 6, de 5 de abril de 2013, estabelecendo que o ICMS</p><p>apurado teria como base de cálculo toda energia que chega à unidade</p><p>consumidora proveniente da distribuidora, sem considerar qualquer</p><p>compensação de energia produzida pelo microgerador. Com isso, a</p><p>alíquota aplicável do ICMS incidiria sobre toda a energia consumida no</p><p>mês. Após interações da Agência com o Ministério da Fazenda,</p><p>Ministério do Planejamento, Orçamento e Gestão, Ministério de Minas</p><p>e Energia e com o Congresso Nacional, o Conselho Nacional de</p><p>Política Fazendária - CONFAZ publicou o Convênio ICMS 16, de</p><p>22/4/2015, que revogou o Convênio ICMS 6/2013 e autorizou as</p><p>unidades federadas a conceder isenção nas operações internas</p><p>relativas à circulação de energia elétrica, sujeitas a faturamento sob o</p><p>sistema de compensação de energia. Dessa forma, nos Estados [sic]</p><p>que aderiram ao Convênio ICMS 16/2015, o ICMS incide somente</p><p>sobre a diferença entre a energia consumida e a energia injetada na</p><p>rede no mês” (ANEEL, 2016).</p><p>Entretanto, existem estados (Figura 2), que ainda não aderiram ao novo</p><p>convênio, portanto mantém-se a regra anterior, na qual o ICMS é cobrado sobre</p><p>toda a energia compensada, desconsiderando, assim, a energia injetada na rede</p><p>pela micro ou minigeração.</p><p>Para o Programa de Integração Social – PIS e para Contribuição para o</p><p>Financiamento da Seguridade Social – COFINS, como são tributos federais, a</p><p>Lei nº 13.169/2015, de 6/10/2015, determinou que o imposto deve incidir apenas</p><p>sobre a diferença positiva entre a energia consumida e a energia injetada pela</p><p>unidade consumidora com micro ou minigeração distribuída.</p><p>Importante ressaltar que, para unidades consumidoras conectadas em</p><p>baixa tensão (grupo B), ainda que a energia injetada na rede seja superior ao</p><p>consumo, será devido o pagamento referente ao custo de disponibilidade – valor</p><p>em reais equivalente a 30 kWh (monofásico), 50 kWh (bifásico) ou 100 kWh</p><p>(trifásico). De forma análoga, para os consumidores conectados em alta tensão</p><p>(grupo A) será devida apenas a parcela da fatura correspondente à demanda</p><p>contratada.</p><p>7</p><p>Figura 2 – Estados com e sem liberação do ICMS sobre energia compensada</p><p>Fonte: BlueSol, 2017.</p><p>Para iniciar a homologação do SFVCR junto à concessionária, devemos</p><p>encaminhar o formulário de solicitação de acesso para microgeração com</p><p>potência igual ou inferior a 10 kW, ou com potência igual ou superior a 10 kW,</p><p>ou ainda preencher o formulário de solicitação de acesso para minigeração com</p><p>potência igual 5 MW. Para o exercício da aula de hoje, iremos preparar a</p><p>documentação do primeiro cenário projetado nas aulas anteriores, durante as</p><p>quais dimensionamos um SFVCR residencial para a cidade de Curitiba/PR. Em</p><p>seguida, iremos preencher o 1.º formulário comentado, conforme Figura 3.</p><p>Vimos que o primeiro item a ser preenchido são os dados pessoais do</p><p>responsável pela Unidade Consumidora – UC. No segundo item deve ser</p><p>indicada a potência do SFVCR, sua tensão de atendimento e o tipo de conexão:</p><p>monofásica, bifásica ou trifásica. No terceiro item, devemos marcar a opção da</p><p>geração do tipo solar.</p><p>8</p><p>Figura 3 – Formulário de solicitação de acesso de microgeração</p><p>Fonte: COPEL, 2017.</p><p>No item quarto desse formulário, o documento apresenta um check list de</p><p>documentos adicionais que devem ser anexados junto ao formulário. Dentre os</p><p>sete documentos que devem ser anexados (quando houver mais de uma</p><p>unidade participante), o item que merece destaque é o memorial descritivo, pois</p><p>contempla todo detalhamento da instalação, como especificação dos</p><p>equipamentos e suas ligações, detalhamento da fixação através das estruturas</p><p>metálicas, diagramas unifilares da instalação, assim como os cálculos da</p><p>9</p><p>produção de energia a ser produzida ao longo do ano e dos condutores utilizados</p><p>na instalação do SFVCR.</p><p>TEMA 2 – ESTUDO DE CASO – CENÁRIO 1</p><p>Em um de nossos exercícios resolvidos, projetamos um sistema de</p><p>3,3 kWp com 10 módulos fotovoltaicos, com tecnologia de silício policristalino,</p><p>para atender a uma demanda a ser suprida de 300 kWh ao mês. Vamos</p><p>relembrar as premissas básicas desse projeto. A análise foi feita considerando</p><p>uma edificação hipotética localizada na longitude -49,25° e latitude -25,40°. Com</p><p>isso, levantamos a irradiação global com base no Atlas Brasileiro de Energia</p><p>Solar. Como optamos pela instalação do gerador FV junto ao telhado, uma</p><p>análise minuciosa, como possíveis sombreamentos, ângulo de inclinação do</p><p>telhado e desvio do norte geográfico, foi necessária.</p><p>Para esse exercício, consideramos que nosso telhado tenha 20º de</p><p>inclinação e desvio azimutal de 22º para oeste. Com a aplicação do software</p><p>Radiasol, apresentado na primeira aula, foi possível calcular a irradiação</p><p>incidente no plano inclinado; utilizamos, para isso, os dados de entrada de</p><p>irradiação global horizontal do Atlas Brasileiro de Energia Solar para latitude</p><p>-25,40° e longitude -49,25°, conforme mostrado na Figura 4.</p><p>Figura 4 – Radiasol com valores de irradiação no plano horizontal</p><p>Fonte: UFRGS, 2017.</p><p>Então, obtivemos a correção da irradiação solar para o plano inclinado,</p><p>cujo ângulo é de 20º e o desvio azimutal de 22º para oeste, o que resultou em</p><p>irradiação anual real, que é diferente das condições ideias, mas respeitou o</p><p>alinhamento predial, conforme valores apresentados na Tabela 1.</p><p>10</p><p>Tabela 1 – Radiasol com valores de irradiação no plano horizontal</p><p>Fonte: UFRGS, (2017).</p><p>Assim, tivemos a correção da irradiação média diária anual de</p><p>4,34 kWh/m².dia, que é o nosso HTOT. Também utilizamos os valores mensais</p><p>para calcular a energia estimada mensal. Sabendo a irradiação média mensal</p><p>no local de análise, é possível determinar a potência necessária do painel</p><p>fotovoltaico para atender à carga especificada. Para isso, aplicou-se a fórmula</p><p>de cálculo da potência do painel FV dada pela equação a seguir (Urbanetz,</p><p>2015):</p><p>𝑃𝐹𝑉 =</p><p>𝐸 × 𝐺</p><p>𝐻𝑇𝑂𝑇 × 𝑃𝑅</p><p>𝑃𝐹𝑉 =</p><p>10 × 1</p><p>4,34 × 0,7</p><p>= 3,29 𝑘𝑊𝑝</p><p>Após realizados todos esses procedimentos, calculamos o tamanho do</p><p>gerador FV necessário para atender a uma demanda mensal de 300 kWh e</p><p>chegamos a uma potência total de 3,29 kWp. A seguir, realizamos uma busca</p><p>por módulos comercialmente disponíveis em catálogos e portais de fornecedores</p><p>e especificamos um módulo FV da marca Hareon Solar com potência de 330</p><p>Wp, o qual apresenta uma área de 1,94 m², na tecnologia de silício policristalino,</p><p>conforme Figura 5.</p><p>Tendo em vista a potência total calculada do gerador fotovoltaico, e</p><p>considerando a potência dos módulos de 330 Wp, observamos que serão</p><p>necessários 10 módulos, que a potência total do SFVCR é de 3,3 kWp e que o</p><p>inversor mais adequado deve ter essa faixa de potência. Logo, concluímos que</p><p>o modelo da Solar Energy do Brasil com potência de 3,4 kW é o mais adequado,</p><p>conforme Figura 5.</p><p>11</p><p>Figura 5 – Módulo FV e inversor escolhidos</p><p>Fonte: Hareon Solar, 2017; Solar Energy, 2017.</p><p>Com as especificações dos módulos e do inversor, seguimos com os</p><p>detalhes de ligação elétrica dos módulos, respeitando a compatibilidade entre</p><p>ambos equipamentos, conforme Tabela 2.</p><p>Tabela 2 – Compatibilidade do inversor e módulos</p><p>Inversor Módulos</p><p>Máx. potência (Pm): 3.400 W Máx. potência (Pm): 330 W</p><p>Tensão de máx. potência</p><p>(Vm):</p><p>550 V</p><p>Tensão de máx. potência</p><p>(Vm):</p><p>37,25 V</p><p>Corrente de máx. potência</p><p>(Im):</p><p>17 A</p><p>Corrente de máx. potência</p><p>(Im):</p><p>8,86 A</p><p>𝑃𝐷𝐶 = 10 ∗ 330 = 3.300 [𝑊𝑝]</p><p>𝑉𝑀𝑃𝑃 = 10 ∗ 37,25 = 372,5 [𝑉]</p><p>𝐼𝑀𝑃𝑃 = 1 ∗ 8,86 = 8,86 [𝐴]</p><p>Então, nossos módulos podem ser ligados em série, resultando em uma</p><p>tensão de máxima potência de 372,5 V e corrente de 8,86 A, que se adequa à</p><p>faixa de operação do inversor. Um diagrama com o tipo de ligação em série para</p><p>os módulos é um item que deve ser mostrado no memorial descritivo, que será</p><p>abordado nos próximos itens desta</p><p>aula.</p><p>Existe também a necessidade de previsão da estrutura metálica onde</p><p>será instalado o SFVCR no telhado. É possível encontrar kits de montagem para</p><p>12</p><p>estruturas de fixação dos módulos, tanto para telhados como para instalação no</p><p>solo, como Solar Group/Thesan, Solar Fix e SSM Metálicas, entre outros.</p><p>Alguns exemplos de fixação são mostrados na Figura 6, a seguir, quando</p><p>o telhado é composto por telhas cerâmicas comumente utilizadas em edificações</p><p>residenciais. Para nosso exercício, optou-se por utilizar dois tipos de fixação para</p><p>os módulos fotovoltaicos, que serão fixados por estrutura metálica de ferro</p><p>galvanizado com kit de fixação tipo “anzol”, nas extremidades superiores, e tipo</p><p>“Z”, nas extremidades inferiores, para garantir o ângulo de inclinação de 20o.</p><p>Figura 6 – Exemplo de kits de fixação de painel FV</p><p>Com isso, podemos elaborar um diagrama unifilar para documentar nosso</p><p>projeto, com todos os equipamentos que serão utilizados. Esse diagrama é</p><p>usado posteriormente, anexado ao memorial descritivo do projeto do SFVCR,</p><p>que será enviado para aprovação junto à concessionária de energia elétrica local</p><p>e também mostrado nos itens a seguir.</p><p>Vimos que, apesar do cálculo dos condutores para o lado CC terem</p><p>resultado em bitolas de 2,5 mm² (mínima bitola permitida pela NBR 5410), será</p><p>utilizada mesma a bitola de conexão dos módulos que são de 4 mm². Com isso,</p><p>o último cálculo que devemos fazer é a estimativa de energia mensal. Esses</p><p>valores podem ser calculados por meio dos dados de irradiação calculados com</p><p>base na correção pelo programa Radiasol presentes na Tabela 1.</p><p>13</p><p>Também aprendemos que para obter valores de energia mensal,</p><p>devemos utilizar a equação dada a seguir (Urbanetz, 2015), e que esse valor</p><p>deve ser apresentado no memorial descritivo mostrado nos itens a seguir.</p><p>𝐸 =</p><p>𝑃𝐹𝑉 × 𝐻𝑇𝑂𝑇 × 𝑃𝑅</p><p>𝐺</p><p>Após todos esses procedimentos, deve ser elaborado um memorial</p><p>descritivo que será anexado à documentação para homologação junto ao</p><p>sistema de compensação da concessionária em que se pretende instalar o</p><p>SFVCR.</p><p>TEMA 3 – MEMORIAL DESCRITIVO – PARTE 1</p><p>Agora vamos falar sobre todos os itens que devem ser abordados no</p><p>memorial descritivo de um sistema de microgeração distribuída. Esse item está</p><p>dividido em memorial descritivo – partes 1, 2 e 3, mas deve ser redigido em</p><p>formato de um único documento, podendo os textos das sessões serem</p><p>modificados.</p><p>3.1 Objeto geral</p><p>O presente memorial tem como objetivo descrever as atividades de</p><p>projeto, instalação e adequações elétricas para a implementação de um sistema</p><p>de microgeração residencial, utilizando solução fotovoltaica para suprir a</p><p>demanda de uma residência.</p><p>O projeto é baseado na Resolução da ANEEL n. 482/2012, modificada</p><p>pela Resolução Normativa ANEEL n. 687/2015, que permite fazer instalações</p><p>em unidades consumidoras, a fim de utilizar o sistema elétrico da concessionária</p><p>para injetar o excedente gerado, que será convertido em créditos de energia</p><p>válidos por 60 meses.</p><p>14</p><p>3.2 Dados do consumidor</p><p>A seguir são apresentados os dados gerais do consumidor com relação à</p><p>localização e entrada de energia e dados do sistema fotovoltaico.</p><p>3.2.1 Descrição geral do consumidor</p><p>O sistema será instalado na Avenida Jardim, 807, no bairro Rebouças, na</p><p>cidade de Curitiba-PR, CEP 80230-901 (Figura 7). Esse local será denominado,</p><p>neste memorial, descritivo de Residência 1.</p><p>Figura 7 – Planta de situação</p><p>Fonte: Google Maps, 2017.</p><p>A unidade consumidora está registrada na Copel sob o número 41879494</p><p>(hipotético), categoria B, e tem atendimento bifásico com medidor</p><p>correspondente (02009307054) e proteção de entrada de 50 A. Trata-se de uma</p><p>residência com o histórico de consumo, média de 12 meses, de 300 kWh/mês.</p><p>15</p><p>3.2.2 Entrada de energia</p><p>Figura 8 – Detalhe simplificado das instalações de conexão em mureta com</p><p>medição direta por geradores com o uso de inversores</p><p>Fonte: NTC 905200, 2017.</p><p>Notas:</p><p>Entrada de serviço de 50 A, bifásico. Caixa de medição tipo AN, com disjuntor</p><p>limitador de corrente e medidor. Conforme norma da concessionária NTC</p><p>905200, item 5.4 f, será fixada junto à caixa de medição/proteção a placa de</p><p>advertência (Figura 9):</p><p>Figura 9 – Placa de advertência</p><p>Fonte: NTC 905200, 2017.</p><p>16</p><p>3.2.3 Descrição geral da geração distribuída</p><p>O projeto será implementado para suprir a demanda da residência por</p><p>meio da utilização de módulos fotovoltaicos, posicionados no telhado, com</p><p>fixação em estrutura metálica para telhas de barro. Esses módulos seguirão a</p><p>orientação de inclinação e azimute do próprio telhado. O inversor será instalado</p><p>em um ambiente seguro, seco e ventilado no pavimento superior da residência.</p><p>Junto ao inversor será instalada uma caixa de proteção (string box),</p><p>contendo disjuntor para o lado de corrente contínua, dispositivos de proteção</p><p>contra surto (DPS), disjuntores para o lado de corrente alternada, barramento de</p><p>terra e de neutro. Toda fiação será acondicionada em eletrodutos aparentes.</p><p>3.2.4 Módulos fotovoltaicos</p><p>Este projeto de microgeração distribuída fotovoltaica contempla a</p><p>instalação de 10 painéis de 330 watts da marca Hareon Solar (HR-330P-24-Ba).</p><p>Os módulos serão instalados em dois strings de cinco e fixados ao sistema de</p><p>sustentação das telhas de barro, por meio de estrutura metálica de ferro</p><p>galvanizado, com perfil também em ferro galvanizado, utilizando parafusos e</p><p>presilhas dos módulos em aço inox. O kit utilizado será fornecido pela Wnunes</p><p>Construções Metálicas. O posicionamento seguirá a orientação do telhado</p><p>existente, como mostra a Figura 4, com inclinação de 20o em relação ao plano</p><p>horizontal e com um desvio azimutal de 22o para oeste.</p><p>Figura 10 – Vista aérea da residência com o futuro posicionamento dos módulos</p><p>Fonte: Adaptado de Google Earth, 2017.</p><p>17</p><p>A interligação elétrica dos módulos será feita em série, sendo que o</p><p>conjunto dos 10 módulos de 330 watts totalizará 3,3 kWp e trabalhará com a</p><p>corrente máxima de 8,86 amperes e a tensão de 372,5 volts. O esquema a seguir</p><p>(Figura 5) mostra como serão interligados os módulos.</p><p>Figura 11 – Arranjo de interligação dos módulos fotovoltaicos</p><p>O módulo selecionado para o projeto será do tipo policristalino da marca</p><p>Hareon Solar (HR-330P-24-Ba) com registro vigente no INMETRO:</p><p>Tabela 3 – Registro INMETRO dos módulos fotovoltaicos</p><p>Fabricante Modelo Potência (W) Registro Nº</p><p>HAREON SOLAR HR-330P 330 000687/2014</p><p>As características elétricas e mecânicas são mostradas na Figura 12:</p><p>Figura 12 – Características dos módulos fotovoltaicos</p><p>Fonte: Adaptado de Hareon Solar, 2017.</p><p>18</p><p>TEMA 4 – MEMORIAL DESCRITIVO – PARTE 2</p><p>4.1 Estruturas metálicas</p><p>Os módulos fotovoltaicos serão fixados por estrutura metálica de ferro</p><p>galvanizado com kit de fixação tipo “anzol” nas extremidades superiores, e tipo</p><p>“Z” nas extremidades inferiores, para garantir o ângulo de inclinação de 20o. Nas</p><p>Figuras 7 e 8 são mostrados os kits da Wnunes Construções Metálicas.</p><p>Figura 13 – Kit de fixação de painel solar em telha cerâmica tipo “anzol”</p><p>Fonte: Wnunes, 2017.</p><p>Figura 14 – Kit de fixação de painel solar em telha cerâmica tipo “Z”</p><p>Fonte: Wnunes, 2017.</p><p>19</p><p>4.2 Inversor</p><p>Como definição básica, o inversor solar on-grid é um equipamento</p><p>eletrônico que transforma a corrente contínua fornecida pelo gerador fotovoltaico</p><p>(módulos) em corrente alternada em fase com a mesma frequência da tensão da</p><p>rede. Além disso, trabalha como um gerador de corrente, cuja amplitude é</p><p>proporcional à energia disponibilizada pelos módulos e cujas frequência e fase</p><p>são controladas pela tensão de rede.</p><p>O inversor trabalha com o ajuste automático do seu ponto de trabalho</p><p>utilizando um algoritmo específico. Esse algoritmo procura captar o máximo de</p><p>energia disponível da radiação solar,</p><p>ajustando o ponto de operação na curva da</p><p>potência do gerador fotovoltaico. Como a radiação é variável durante os vários</p><p>momentos do dia, o inversor encontra o ponto ideal de tensão e corrente em</p><p>tempo real, de tal forma que os módulos sempre vão operar em seu ponto de</p><p>potência máxima (Maximum Power Point).</p><p>A função de rastreamento do ponto de máxima potência do inversor é feita</p><p>por meio de um algoritmo especial chamado de MPPT, de propriedade do</p><p>fabricante.</p><p>O projeto será dimensionado para utilizar um inversor de 3,4 kW, de</p><p>acordo com o projeto do arranjo dos painéis fotovoltaicos, que será composto de</p><p>10 módulos de 330 watts como descrito anteriormente.</p><p>O inversor da Solar Energy (dados a seguir) está homologado junto ao</p><p>INMETRO.</p><p>Tabela 4 – Registro INMETRO do inversor Solar Energy</p><p>Modelo Potência (kW) Registro Nº Concessão</p><p>SE/TL-3KB 3,4 003126/2015 18/05/2015</p><p>O inversor tem como característica técnica (função integrada), a</p><p>desconexão instantânea e de forma automática da rede nos casos a seguir:</p><p> gerador fotovoltaico provocar perturbações na rede (proteção da rede</p><p>"qualidade");</p><p> qualquer falha ou mau funcionamento na rede local à qual o sistema está</p><p>conectado;</p><p> abertura intencional ou indesejada (automática) de dispositivos de</p><p>proteção da rede;</p><p>20</p><p> caso passe a alimentar a rede mesmo quando faltar energia da</p><p>concessionária ("anti-ilhamento"), de acordo com a norma da</p><p>concessionária NTC 905200.</p><p>Será utilizado o inversor monofásico da Solar Energy (Figura 15) com</p><p>potência nominal de 3,4 kW (até 45 °C ambiente) com potência máxima até</p><p>+ 10% da potência nominal. O modelo selecionado possui chave seccionadora</p><p>integrada no lado de corrente contínua. A conexão com a rede será realizada em</p><p>220V/60Hz, com os respectivos dispositivos de proteção descritos neste</p><p>memorial.</p><p>Figura 15 – Inversores especificados para o SFVCR</p><p>Fonte: Solar Energy, 2017.</p><p>Tabela 5 – Especificações técnicas do inversor</p><p>Fonte: Solar Energy, 2017.</p><p>21</p><p>4.3 Dispositivos de proteção</p><p>Como referência para o dimensionamento das proteções foi utilizada a</p><p>norma da concessionária NTC905200 para Acesso de Micro e Minigeração</p><p>Distribuída ao Sistema COPEL.</p><p>A Tabela 6, retirada da própria norma, determina que para consumidores</p><p>conectados em BT, através de inversor abaixo de 13,8 kV até 100 kW bifásico,</p><p>deverá ser previsto um disjuntor de BT e o inversor mandatoriamente deverá</p><p>conter as proteções relacionadas, especialmente a função de “anti-ilhamento”</p><p>(NBR IEC 62116). Como descrito no item deste memorial dedicado ao inversor,</p><p>o Solar Energy utilizado atende a todas as exigências de proteção.</p><p>Tabela 6 – Proteções mínimas para conexão de geradores conectados através</p><p>de inversor no sistema 13,8 kV</p><p>Fonte: Norma COPEL NTC905200,</p><p>22</p><p>Figura 16 – Diagrama básico do projeto</p><p>TEMA 5 – MEMORIAL DESCRITIVO – PARTE 3</p><p>5.1 Diagrama unifilar</p><p>Como referência para projetar o sistema utilizou-se o diagrama unifilar a</p><p>seguir.</p><p>23</p><p>Figura 17 – Diagrama unifilar referência para geração distribuída em BT com</p><p>inversor</p><p>Fonte: Norma COPEL NCT 905200,</p><p>O diagrama unifilar que representa todas as interligações elétricas do</p><p>projeto, que também estão descritas no item 3.5 deste Memorial, encontra-se a</p><p>seguir:</p><p>24</p><p>Figura 18 – Diagrama unifilar do projeto</p><p>25</p><p>Figura 19 – Simbologia utilizada para o diagrama unifilar</p><p>5.2 Previsão da produção de energia</p><p>O cálculo da energia a ser gerada pela implementação do projeto utilizou</p><p>as seguintes premissas:</p><p> posicionamento dos módulos fotovoltaicos de acordo com a inclinação do</p><p>telhado da residência, ou seja, 20o de inclinação e 22o de azimute para</p><p>oeste;</p><p> suprir a demanda média mensal da residência onde serão instalados os</p><p>módulos desconsiderando os 50 kWh mensais referentes ao custo de</p><p>disponibilidade.</p><p>Todo o cálculo foi realizado para suprir a demanda da residência</p><p>localizada à Avenida Silva Jardim, 807 (Residência 1).</p><p>Tabela 7 – Cálculo da demanda a ser suprida pelo projeto</p><p>Média de consumo na UC</p><p>Identificação da UC Demanda média mensal</p><p>41879494 (hipotético) 300 kWh</p><p>26</p><p>Utilizando o software Radiasol, estimou-se a irradiação nas coordenadas</p><p>da residência com as devidas premissas de azimute e inclinação, obtendo-se os</p><p>seguintes dados de irradiação solar para o plano inclinado, conforme Tabela 8.</p><p>Tabela 8 – Valores de irradiação no plano do módulo (Inc. 20º - Des. 22º O)</p><p>Irradiação plano inclinado (Radiasol) – kWh/m².dia</p><p>JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ ANUAL</p><p>5,26 5,18 4,40 4,06 3,38 3,14 3,26 4,29 4,01 4,43 5,19 5,46 4,35</p><p>Com isso, aplicou-se a equação a seguir, a fim de calcular a potência total</p><p>instalada:</p><p>𝑃𝐹𝑉 =</p><p>𝐸 ×𝐺</p><p>𝐻𝑇𝑂𝑇 ×𝑃𝑅</p><p>Nesse exemplo, adotou-se PR = 70%, que se trata da taxa de</p><p>desempenho ou performance Ratio, para tanto, foram aplicados os valores da</p><p>Tabela 9:</p><p>Tabela 9 – Cálculo da quantidade de módulos necessários para suprir a</p><p>demanda do projeto</p><p>Potência fotovoltaica</p><p>Energia demandada mensal 300 kWh</p><p>Energia demandada diária 10 kWh</p><p>G 1 kW/m²</p><p>HTOT 4,34 kWh/m².dia</p><p>PR 70%</p><p>P módulo 330 W</p><p>Nº módulos 10</p><p>Potência FV real 3,3 kWp</p><p>O resultado da equação anterior resultou em uma potência de 3,29 kWp,</p><p>porém, realizando os cálculos novamente, considerando a implementação de 10</p><p>módulos, chegou-se a uma potência total instalada de 3,3 kWp. Com isso,</p><p>aplica-se a equação da estimativa de geração de energia dada a seguir,</p><p>resultando neste valor:</p><p>𝐸 =</p><p>𝑃𝐹𝑉 × 𝐻𝑇𝑂𝑇 × 𝑃𝑅</p><p>𝐺</p><p>27</p><p>Tabela 10 – Estimativa de energia gerada com a implementação do projeto</p><p>Energia mensal estimada</p><p>Previsão 300,76 kWh</p><p>5.3 Cálculo dos cabos elétricos</p><p>Cálculo da seção transversal dos condutores de corrente contínua e</p><p>alternada:</p><p>∆𝑉 = (</p><p>2 × 𝐿 × 𝑃 × 0,0178</p><p>𝑉2 × 𝑆𝐶𝑂𝑁𝐷</p><p>) × 100 = (</p><p>2 × 𝐿 × 𝐼 × 0,0178</p><p>𝑉 × ∆𝑉</p><p>) × 100</p><p>Tabela 11 – Cálculo da seção do cabo de CC</p><p>Comprimento do condutor 5 metros</p><p>Potência do arranjo 3.300 watts</p><p>Tensão do barramento 240 volts</p><p>Queda de tensão admitida (%) 4 %</p><p>Seção por queda de tensão 0,096 mm²</p><p>Seção comercial 4 mm²</p><p>Tabela 12 – Cálculo da seção do cabo de CA</p><p>Comprimento do condutor 8 metros</p><p>Potência do inversor 3.400 volts</p><p>Tensão do barramento 240 volts</p><p>Queda de tensão admitida (%) 4 %</p><p>Seção por queda de tensão 0,44 mm²</p><p>Seção comercial 4 mm²</p><p>Apesar do cálculo dos condutores para o lado CC ter resultado em bitolas</p><p>de 2,5 mm² (mínima bitola permitida pela NBR 5410), será utilizada a bitola de</p><p>conexão dos módulos que são de 4 mm².</p><p>Com todos esses itens abordados, temos um memorial descritivo</p><p>completo. Devemos, também, preencher o documento “Parecer de Acesso de</p><p>Microgeração ao Sistema Elétrico da Copel” presente no portal da</p><p>concessionária, assinando todas as páginas e reconhecendo firma em cartório,</p><p>pois é o contrato entre UC e concessionária. O relatório de vistoria é fornecido</p><p>posteriormente pela concessionária de energia elétrica local.</p><p>28</p><p>FINALIZANDO</p><p>Nessa quinta aula, aprendemos quais são os documentos necessários</p><p>para homologação do SFV junto à concessionária. A homologação tem como</p><p>objetivo a correta inscrição do sistema na concessionária e a adesão ao sistema</p><p>de compensação de energia.</p><p>Aplicamos todos os passos necessários para a elaboração de um</p><p>memorial descritivo completo e claro para homologação de nosso sistema junto</p><p>à concessionária.</p><p>Os procedimentos para elaboração do memorial descritivo foram divididos</p><p>em três partes, para maior entendimento do seu conteúdo. Obviamente, esse</p><p>memorial é um documento único e deve ser anexado ao formulário de parecer</p><p>de acesso.</p><p>Apresentamos diversos desenhos que devem</p><p>ser incluídos no memorial</p><p>descritivo, mas que podem ser realizados conforme biblioteca de simbologia do</p><p>projetista e recomendações do documento “Parecer de Acesso de Microgeração</p><p>ao Sistema Elétrico da Copel” e da normativa da concessionária local.</p><p>Na próxima aula encerraremos nosso curso falando sobre execução e</p><p>acompanhamento dos sistemas fotovoltaicos, dando ênfase à segurança e à</p><p>operação desses sistemas.</p><p>Bom estudo e até a próxima aula!</p><p>29</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>MICRO e minigeração: como funciona o sistema de compensação. ABR</p><p>Energias. Disponível em: <http://www.abrenergias.com.br/index.php/noticias/ite</p><p>m/2-micro-e-minigeracao-como-funciona-o-sistema-de-compensacao>. Acesso</p><p>em: 26 set. 2017.</p><p>AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA – ANEEL. Geração</p><p>distribuída. Brasília, 2015. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/geracao-</p><p>distribuida>. Acesso em: 26 set. 2017.</p><p>COLAFERRO, L. Energia Solar no Brasil: Um panorama para [você] entender</p><p>tudo. BlueSol, 30 maio 2017. Disponível em:</p><p><http://blog.bluesol.com.br/energia-solar-no-brasil-panorama/>. Acesso em: 26</p><p>set. 2017.</p><p>MICRO e Minigeração – Sistema de Compensação de Energia Elétrica. Copel,</p><p>18 ago. 2017. Disponível em: <http://www.copel.com/hpcopel/root/nivel2.jsp?en</p><p>dereco=%2Fhpcopel%2Froot%2Fpagcopel2.nsf%2Fdocs%2FB57635122BA32</p><p>D4B03257B630044F656>. Acesso em: 26 set. 2017.</p><p>COPEL. NTC 905200: Acesso de micro e minigeração distribuída ao sistema da</p><p>COPEL. Curitiba, 2014. Disponível em: <http://www.copel.com/hpcopel/normas/</p><p>ntcarquivos.nsf/DEE0C6F8CB4D20F403257</p><p>C9B005C6712/$FILE/905200.pdf>. Acesso em: 26 set. 2017.</p><p>GOOGLE Maps. Disponível em <https://www.google.com.br/maps/>. Acesso</p><p>em: 26 set. 2017.</p><p>HAREON SOLAR. Disponível em: <http://elcosolar.com.br/wp-</p><p>content/uploads/2016/11/Hareon-4BB-POLY-315W-Elcosolar.pdf>. Acesso em:</p><p>26 set. 2017.</p><p>PUPO, R. A. Estudo de viabilidade técnica e implantação de um sistema de</p><p>microgeração fotovoltaica residencial. 144 p. Monografia (Especialização em</p><p>Energias Renováveis) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curitiba,</p><p>2017.</p><p>SOLAR Energy. Manual do Usuário. Disponível em:</p><p><http://solarenergy.com.br/wp-content/uploads/2014/12/manual-do-</p><p>inversor.pdf>. Acesso em: 26 set. 2017.</p><p>30</p><p>UFRGS – UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL. Programa</p><p>RADIASOL. Laboratório de Energia Solar. Disponível em:</p><p><http://www.solar.ufrgs.br/#softwares>. Acesso em: 26 set. 2017.</p><p>URBANETZ JUNIOR, J. Energia solar fotovoltaica: fundamentos e</p><p>dimensionamento de sistemas. Curitiba, 2015.</p>