Relatório Consolidado Etapa 4

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
 ESCOLA POLITÉCNICA 
 
PEA3100 - ENERGIA, MEIO AMBIENTE E SUSTENTABILIDADE 
Docente: Sergio Luiz Pereira 
 
 
 
RELATÓRIO 4 - SISTEMA FOTOVOLTAICO 
 
TURMA 2 
GRUPO 2 
 Bernardo Pestana Ferraz 16857173 
 Bruno Carvalho de Castro Mesquita 14562282 
 Caetano Maciel Anibali 13681130 
Caio Izaias Vital Nunes 16984213 
 Letícia de Vitro 17073150 
 
SÃO PAULO - SP 
2025 
https://edisciplinas.usp.br/user/view.php?id=818&course=1
Resumo 
Este relatório avalia a viabilidade da implementação de um sistema fotovoltaico para 
geração de energia elétrica em uma residência previamente analisada e com consumo 
otimizado. A partir de um estudo detalhado do consumo energético, foram considerados 
fatores essenciais para o dimensionamento do sistema, visando atender às demandas da 
residência com conforto e eficiência. Também foi elaborado um esquema da instalação é 
realizada uma análise da viabilidade econômica e operacional, com o objetivo de verificar 
as vantagens ambientais e financeiras da substituição do modelo tradicional de 
fornecimento de energia. 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. Levantamento de Dados e Dimensionamento.................................................... 4 
2. Análise Econômica................................................................................................7 
3. Segunda Parte........................................................................................................9 
4. Conclusão............................................................................................................ 10 
5. Referência Bibliográfica......................................................................................12 
 
1. Levantamento de Dados e Dimensionamento 
 
Utilizando os dados já calculados nas etapas anteriores, o consumo diário de energia 
na residência escolhida é de aproximadamente 14,76 kWh, o que equivale a um consumo 
mensal de cerca de 442,8 kWh. 
 No entanto, como o sistema será conectado à rede elétrica sob o regime de 
compensação de energia, é importante considerar que a concessionária cobra uma tarifa 
mínima mensal referente à "disponibilidade" do serviço. 
Para unidades consumidoras bifásicas (grupo B, tipo II), essa tarifa corresponde a 50 
kWh, descontando-se, então 50 kWh temos um consumo mensal de 392,8 kWh ou um 
consumo diário de energia de 13,09 kWh que deve ser suprido pelo sistema. Usando também, 
os mesmos dados da etapa 3, temos que a radiação solar local é de 3,79 kWh/m² e que o 
plano do coletor possui ángulo de 12,3° e que temos um HPS de 3,79 horas por dia. 
Considerando então, uma Taxa de Desempenho de 75%, temos então que a energia que deve 
ser gerada pelo sistema fotovoltaico pode ser calculada pela fórmula: 
 
 𝐸 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎
𝑇𝐷 
 
Onde “Energia Consumida” é o valor já calculado (13,09 kWh), “TD” é a taxa de 
desempenho e “E” é a energia que deve ser gerada. Logo, o sistema deve gerar 17,45 kWh. É 
preciso, portanto, de um potência nominal de 4,61 kWp nos módulos, para que essa energia 
seja gerada, dado esse calculado pela fórmula: 
 
 𝑃(𝑊𝑝) = 𝐸
𝐻𝑆𝑃 𝑃(𝑊𝑝) = 17,45
3,79
 
 𝑃(𝑊𝑝) = 4, 61 𝑘𝑊𝑝
 
Então, juntando todos esses dados, agora é possível escolher um modelo e começar a 
esquematizar um sistema elétrico. O modelo escolhido foi um Painel Solar 550 W 
Monocristalino Half-Cell. 
 
Dados do Painel Solar Monocristalino Half-Cell 
Potência Nominal (Wp) 550 
Tensão do Módulo (Vmp) 41,75 
Corrente de Máxima Potência (A) 13,17 
Eficiência do módulo 21.3 
Área do Módulo (m²) 2.51 
Custo do Módulo (R$) 980 
Marca/fabricante Half-Cell 
Número de Módulos 10 
 
Tabela 1 - Dados do Painel Solar Escolhido 
 
Por mais que o necessário fosse apenas 9 módulos, a escolha de 10 módulos foi feita 
para que conseguíssemos dividir os módulos igualmente em apenas duas strings. Com isso, 
temos uma configuração de circuito elétrico de 2 strings, ambas com 5 módulos em série, que 
geram 208,75 V, 26.34 A e tendo uma área ocupada de 25.1 m² 
 
Em relação ao inversor, ele precisa suportar os valores de entrada, tanto de tensão 
quanto de corrente, ou seja, 208,75 V de entrada e 26,34 A de corrente e, além disso, precisa, 
por motivos de segurança, de uma potência pelo menos 1,2 vezes maior que a potência total 
do arranjo, ou seja, como a potência é de 5,5 kW, o inversor precisa de, no mínimo, 6,6 kW. 
Seguindo todas essas especificações, o melhor inversor é o Inversor Solar Monofásico 220V 
2 MPPT Growatt - MIN6000TL-X, cuja potência máxima recomendada é 8,1 kW. 
 
 
 
Dados do Inversor MPPT Growatt - MIN6000TL-X 
Potência nominal (kW) 8.1 
Tensão máxima de entrada de (V) 550 
Corrente máxima de entrada (A) 13,5/13,5 
Potência máxima de saída (kW) 6 
Tensão nominal de saída (V) 220 
Corrente máxima de saída (A) 27,2 
Rendimento 98,4% 
Garantia (anos) 10 
Preço (R$) 3.329,10 
 
Tabela 2 - Dados do Inversor Escolhido 
 
 
Figura 1 - Sistema Fotovoltaico 
 
 
 
Figura 2 - Modelo do sistema aplicado 
2. Análise Econômica 
 
 Agora, já que temos o esquema, o arranjo e todos os materiais já selecionados e suas 
respectivas quantidades, é possível ver o quão economicamente viável é essa instalação. 
 
 
Componente Preço 
Módulo Voltaico R$ 980,00 cada um 
Inversor R$ 3.329,10 
Instalação R$ 15.000,00 
Taxa de desconto 12% 
Tarifa da Energia Elétrica (por kWh) 0,636 
 
Tabela 3 - Custos da Implementação do Projeto Dimensionado 
 
Com base nesses dados, pudemos obter os indicadores estimados, um a um, de acordo 
com o procedimento abaixo. 
Custo de Investimento: o custo do investimento é a simples soma dos custos 
individuais de todos os módulos fotovoltaicos, o inversor e o custo de instalação, o que dá 
R$28.129,10. 
Custo do kWp instalado: pode ser obtido como o custo de investimento, dividido 
pela potência instalada de 4,61 kWp, Isso resulta em R$6.101,75/kWp. 
Fator de Recuperação de Capital: Calculou-se o FRC usando como base uma taxa 
de desconto de 12% ao ano e uma vida útil do sistema de 20 anos. Aplicando a fórmula do 
fator de recuperação de capital: 
 𝐹𝑅𝐶(𝑖, 𝑛) = 𝑖(1+𝑖)𝑛
(1+𝑖)𝑛−1
 
 𝐹𝑅𝐶(𝑖, 𝑛) = 0,12(1+9,12)20
(1+0,12)20−1
 ≈ 0, 1339
Custo Anual de Energia Gerada: Conforme dito nas especificações do projeto, 
consideramos que o custo anual de operação ou manutenção é de 1% do custo de 
investimento, ou R$281,29/ano. Já para sabermos a energia que nosso sistema gera, basta 
pegarmos o valor diário de 13,09 kWh e multiplicar por 365, o que produz uma energia anual 
de 4.7776,85 kWh por ano. 
 
Com todos esses parâmetros, podemos calcular o CG. 
 
 𝐶𝐺
𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙
 = 
𝐶𝐼 𝑥 𝐹𝑅𝐶 + 𝐶𝑂&𝑀
𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙
𝐸𝐺
𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙
 
 𝐶𝐺
𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙
 = 28129,10 𝑥 0,1339 + 281,29
47776,85 ≈ 𝑅$0, 0847/𝑘𝑊ℎ
 
Portanto, o custo da energia gerada pelo sistema é de aproximadamente R$0,847 por 
kWh. Considerando que a tarifa de energia elétrica da rede é de R$0,636 por kWh, observa-se 
que, sob as condições atuais, o custo de geração é superior ao custo da energia fornecida pela 
concessionária. Isso indica que, do ponto de vista estritamente econômico, a implementação 
do projeto não se justifica. 
 
 
 
3. Segunda Parte 
 
 A partir de agora, o trabalho vai se concentrar em incluir esse sistema fotovoltaico em 
sua respectiva geração de energia elétrica, segundo as normas da ANEEL. 
 
Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 
kWh/m² 5,22 5,50 4,68 4,15 3,37 3,16 3,26 4,16 4,21 4,72 5,08 5,64 
 
Tabela 4 - Dados mensais da Irradiação Solar Média 
 
Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 
kWh 349 239 304 445 442 429 381 450 435 520 468 415 
 
Tabela 5 - Consumo mensal de energia elétrica da casa escolhida – etapa 2 
 
Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out NovDez 
EFi 645,8 680,6 579,2 513,6 417,1 391,1 403,4 514,8 521 584,1 628,7 697,9 
CMi 349 239 304 445 442 429 381 450 435 520 468 415 
 
Tabela 6 - Energia Gerada x Consumo Mensal 
 
Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 
Crédito 
(Cr) 
0 296,8 738,4 1013,6 1082,2 1057,3 1019,4 1041,8 1106,6 1192,6 1256,7 1417,4 
Consumo 
(CMi) 
349 239 304 445 442 429 381 450 435 520 468 415 
Geração 
(EFi) 
645,8 680,6 579,2 513,6 417,1 391,1 403,4 514,8 521 584,1 628,7 697,9 
Balanço (Bi) +296,8 +738,4 +1013,6 +1082,2 +1057,3 +1019,4 +1041,8 +1106,6 +1192,6 +1256,7 +1417,4 +1700,3 
Energia Faturada 
(Ci) 
50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 
 
Tabela 7 - Balanço de energia 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 
R$ (2) 221,96 152 193,34 283,02 281,11 272,84 242,31 286,20 276,66 330,72 297,64
8 
263,9
4 
R$ (4) 31,8 31,8 31,8 31,8 31,8 31,8 31,8 31,8 31,8 31,8 31,8 31,8 
Economia na 
conta (R$/Mês) 
190,16 120,2 161,54 251,22 249,31 241,04 210,51 254,4 244,86 298,92 265,84 232,14 
 
Tabela 8 - Economia na conta 
 
Pela análise das tabelas, percebe-se uma grande economia nas contas a partir da 
utilização do sistema fotovoltaico principalmente nos meses de outubro e novembro, 
conforme a informação presente na tabela 8, que foram os meses com os maiores gastos 
relativos. Além disso, percebe-se que o sistema é auto suficiente, de modo que o balanço é 
sempre positivo e apenas o valor de 50 kWh da tarifa bifásica é descontado, ou 31,8 reais por 
mês. 
 As despesas anuais obtidas com a instalação do sistema fotovoltaico foram de 
R$662.9, R$281,30 oriundas do custo de manutenção (obtida na parte de análise econômica) 
e R$381,60 provenientes da tarifa de energia remanescente. Considerando que antes da 
implementação o custo anual com energia elétrica era de R$3101,75, ao instalar os módulos 
fotovoltaicos esse custo cai para R$662.9, o que gera uma economia de R$2438,75. Como o 
custo de investimento foi de R$28.129,10, temos um payback simples de: 
 
 𝑃𝑆 = 𝐶𝐼
𝐸𝑐𝑜𝑛𝑜𝑚𝑖𝑎 𝐴𝑛𝑢𝑎𝑙 = 28129,10
2438,75 = 11, 53 𝑎𝑛𝑜𝑠 
 
Considerando que o tempo de vida útil é de 20 anos, o projeto se pagaria a partir do 
12° ano, sendo, segundo esse aspecto, um investimento satisfatório. 
 
 
4. Conclusão 
 
 Após a análise do relatório, concluí-se que a instalação de um sistema fotovoltaico na 
casa é,por um lado, favorável , gerando uma redução significativa de R$2438,75. O que fará 
o morador ter um retorno do seu investimento em 12 anos, ou seja, dentro da vida útil de 20 
anos, entretanto, é desfavorável por outra perspectiva, uma vez que o custo anual de energia 
gerada é maior do que o valor da tarifa, representando um mau negócio. 
No entanto, é importante considerar outros fatores que podem justificar o 
investimento, como a previsibilidade de custos ao longo dos anos, a possível elevação das 
tarifas da rede no futuro, benefícios ambientais, valorização do imóvel e maior autonomia 
energética. Assim, mesmo com um custo inicial mais elevado, o sistema pode representar um 
investimento estratégico a longo prazo, especialmente em cenários de aumento das tarifas 
convencionais, o que parece ser um futuro provável dado as tendências de mercado. 
 
 
 
 
 
5. Referência Bibliográfica 
 
 
CANADIAN SOLAR. HiKu6 Mono PERC – CS6W-530|535|540|545|550|555MS: 
Ficha Técnica. Versão 2.71. Disponível em: 
https://minhacasasolar.fbitsstatic.net/media/1-ficha_técnica_-cs6w-ms-v2.71(en).pdf. 
Acesso em: 11 jun. 2025. 
 
GROWATT. MIN 2500~6000TL-X: Ficha Técnica do Inversor Solar. Disponível em: 
https://minhacasasolar.fbitsstatic.net/media/1-ficha-tecnica-inversor-solar-growatt-mi
n-2500~6000tl-x.pdf. Acesso em: 11 jun. 2025. 
 
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Escola Politécnica. Exercício – Etapa 4: Sistema 
Fotovoltaico. São Paulo: USP, 2025. (PEA 3100 – Conservação de Energia Elétrica). 
https://minhacasasolar.fbitsstatic.net/media/1-ficha_t%C3%A9cnica_-cs6w-ms-v2.71(en).pdf
https://minhacasasolar.fbitsstatic.net/media/1-ficha-tecnica-inversor-solar-growatt-min-2500~6000tl-x.pdf
https://minhacasasolar.fbitsstatic.net/media/1-ficha-tecnica-inversor-solar-growatt-min-2500~6000tl-x.pdf
https://minhacasasolar.fbitsstatic.net/media/1-ficha-tecnica-inversor-solar-growatt-min-2500~6000tl-x.pdf
	1.​Levantamento de Dados e Dimensionamento 
	2.​Análise Econômica 
	3. Segunda Parte 
	4. Conclusão 
	5. Referência Bibliográfica