viabilidade econômica das energias renováveis

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VIABILIDADE ECONÔMICA EM ENER-
GIAS RENOVÁVEIS 
 
 
 
Sumário 
Unidade 1: Viabilidade econômica de sistemas fotovoltaicos no Brasil e 
possíveis efeitos no setor elétrico .......................................................................... 5 
Seção 1.1: Introdução ................................................................................................. 5 
Seção 1.2: Situação atual da energia fotovoltaica no Brasil ........................................ 6 
Seção 1.3: Dimensionamento do sistema FV.............................................................. 8 
Seção 1.4: Custo da energia fotovoltaica .................................................................. 11 
Seção 1.5: Estrutura tarifária da energia elétrica convencional................................. 14 
Seção 1.6: Viabilidade da energia solar fotovoltaica distribuída................................ 16 
 
Unidade 2: A Viabilidade Econômica da implantação de Energia Solar 
Fotovoltaica para a redução dos custos com energia elétrica das famílias com 
diferentes níveis de renda ...................................................................................... 23 
Seção 2.1: Introdução ............................................................................................... 23 
Seção 2.2: Energias Renováveis .............................................................................. 25 
Seção 2.3: A Matriz Elétrica Brasileira ...................................................................... 27 
Seção 2.4: Principais políticas públicas voltadas à produção de energia renovável no 
Brasil ......................................................................................................................... 28 
Seção 2.5: Crescimento Econômico, Classes de Renda e Consumo de Energia ..... 30 
Seção 2.6: Descrições dos Dados, Procedimentos e Instrumentos de Pesquisa ..... 31 
Seção 2.7: Modelo Teórico para Análise de Viabilidade Econômico-financeira ........ 32 
Seção 2.8: A Estatística Descritiva e o Modelo de Regressão Linear ....................... 33 
Seção 2.9: As Características de Renda e Consumo de Energia Elétrica nas 
Residências em Estudo ............................................................................................. 35 
 
Referências .............................................................................................................. 41 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Unidade 1: Viabilidade econômica de sistemas 
fotovoltaicos no Brasil e possíveis efeitos no setor elétrico 
 
Seção 1.1: Introdução 
A busca por fontes de energia renováveis é um dos grandes desafios 
enfrentados pela humanidade nos últimos anos e vem ganhando mais importância 
com a intensificação do efeito estufa. Uma das formas mais promissoras de contornar 
esse problema é aproveitar a energia fornecida pelo sol, fonte limpa e gratuita de 
energia. 
Atualmente, existem duas formas de gerar energia elétrica a partir dos raios 
solares, conhecidas como fotovoltaica e heliotérmica. A heliotérmica utiliza espelhos 
e lentes para concentrar os raios solares em um ponto específico, aquecendo uma 
solução que gera vapor e aciona uma turbina que é utilizada para produzir eletricidade. 
Já a fotovoltaica consiste na geração de energia elétrica por meio de materiais 
semicondutores que apresentam o efeito fotovoltaico. Esse fenômeno químico/físico 
pode ser definido como a formação de tensão elétrica ou corrente em um material que 
é exposto à luz. 
Os avanços tecnológicos recentes na área de semicondutores e o aumento da 
produção de células solares ajudaram a diminuir o preço de sistemas fotovoltaicos 
(FVs). Esse fato é ilustrado no gráfico 1, no qual se pode observar que o valor por watt 
de energia produzido caiu de US$ 79,67 para U$$ 0,36 em menos de quarenta anos 
(Diamandis, 2014). 
A diminuição dos preços é um dos principais fatores que impulsionam o 
crescimento do mercado fotovoltaico. Em 2015, a produção mundial chegou à marca 
de 230 GW, mais de quarenta vezes a produção de 2006 (Schmela, 2016). As 
projeções apontam até 700 GW de potência instalada em 2020. 
O principal objetivo deste estudo é analisar a viabilidade financeira da 
implantação de sistemas FVs no Brasil, mais especificamente nas regiões menos 
favorecidas socioeconomicamente, e estudar seu impacto na estrutura tarifária atual. 
As regiões mais vulneráveis economicamente são atraentes, pois apresentam, em 
geral, as maiores incidências solares do país, fator fundamental para a geração 
fotovoltaica. 
 
Outra finalidade deste trabalho é atualizar os dados obtidos no Texto para 
Discussão do Ipea intitulado Energia Fotovoltaica Ligada à Rede Elétrica: atratividade 
para o consumidor final e possíveis impactos no sistema elétrico, publicado em 
fevereiro de 2013 (Cabello e Pompermayer, 2013). Desde então, o barateamento dos 
equipamentos, o aumento das tarifas cobradas pelas distribuidoras de energia elétrica 
e a atualização dos dados disponíveis sugeriram um novo trabalho acerca do mesmo 
tema. 
 
 
Seção 1.2: Situação atual da energia fotovoltaica no Brasil 
Em abril de 2012, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) publicou a 
Resolução Normativa no 482/2012, que regulamentou a geração distribuída de 
energia. Isso se deu por meio da definição do sistema de compensação, conhecido 
internacionalmente como net metering, um arranjo no qual a energia ativa injetada na 
rede por uma unidade distribuidora é cedida à distribuidora e posteriormente 
compensada com o consumo de energia. Este esquema incentiva o desenvolvimento 
de sistemas FVs em outros países da América Latina. O México entrou 2016 com 
mais de 100 MW instalados. Além dele, Costa Rica, Panamá e República Dominicana 
são outros países nos quais a energia solar vem sendo explorada. 
 
Ao fim do mês, se a geração for maior que o consumo, o saldo restante, 
chamado crédito de energia, pode ser usado para abater o consumo em algum mês 
subsequente, restando ao consumidor somente o pagamento da tarifa básica (30 kWh 
para instalações monofásicas, 50 kWh para bifásicas e 100 kWh para trifásicas). Se 
o consumo for maior que a geração, o consumidor paga a diferença entre a energia 
total consumida e a gerada. 
A geração distribuída apresenta diversos benefícios ao sistema elétrico, como 
o baixo impacto ambiental, a redução das cargas na rede, a diversificação da matriz 
energética e a diminuição das perdas. Apesar do enorme potencial de geração 
fotovoltaica no Brasil, a quantidade de energia produzida dessa forma ainda não é 
significativa. O país conta com cerca de 176 MW de potência centralizada instalada, 
totalizando 0,1% da potência total. Esse valor é bem inferior ao dos países líderes do 
ranking de produção, como Estados Unidos, China e Alemanha. Entretanto, é evidente 
o crescimento desse tipo de geração no Brasil. Foram registradas mais de 3,5 mil 
novas conexões de sistemas FVs em 2016 e projeções apontam o país entre os vinte 
maiores produtores de energia solar em 2018. 
Em 2015, a ANEEL publicou a Resolução Normativa no 687/2015, que 
acrescentou alguns benefícios aos micro geradores. Entre eles, a possibilidade de 
geração distribuída conjunta, isto é, a energia gerada pode ser repartida entre várias 
residências de acordo com seus interesses, desde que elas façam parte da mesma 
área de concessão. Além disso, a validade dos créditos de energia passou de 36 para 
60 meses, a potência máxima de geração por unidade aumentou de 1 MW para 5 MW 
e o processo de adesão para conectar a geração distribuída à rede de distribuição foi 
simplificado. Essa resolução normativa parece ter contribuído bastante para o 
crescimento no número de instalações de sistemas FVs nos últimos dois anos. 
Atualmente, os estados que apresentam o maior número de conexões à rede 
elétrica são Minas Gerais e São Paulo. Já os estados do Norte e alguns do Nordeste 
não apresentamum número significativo de usuários com sistemas FVs conectados. 
As regiões mais interessantes para a instalação desses sistemas serão expostas 
adiante neste trabalho. O gráfico 2 mostra como era a distribuição de conexões nos 
estados ao final de 2015. 
 
 
 
Seção 1.3: Dimensionamento do sistema FV 
Para avaliar a atratividade da energia fotovoltaica, é fundamental conhecer o 
custo dos equipamentos, de instalação e manutenção. Para isso, é necessário 
analisar previamente a carga desejada do sistema FV, ou seja, quanta energia será 
produzida por ele. Inicialmente, o intuito era dimensionar sistemas FVs para suprir 
parcial, total e excessivamente a demanda de energia elétrica média residencial. 
No caso em que a produção é maior que o consumo, a diferença é injetada na rede 
de distribuição, caracterizando uma instalação do tipo grid-tie. Esse modelo de 
sistema é conectado diretamente na rede elétrica, exigindo equipamentos mais 
complexos que os de sistemas isolados (off-grid), que utilizam baterias para 
armazenar a energia sobressalente. 
Um dos principais componentes de um sistema FV é o inversor de frequência. 
Sua função é transformar a corrente contínua que é gerada pelas placas solares em 
corrente alternada, que pode ser usada pelos aparelhos elétricos convencionais. 
Por estar conectado diretamente na rede elétrica, um inversor do tipo grid-tie deve 
fazer a sincronização de frequência da energia produzida com a fornecida da rede 
 
pública de eletricidade. Esse é o principal fator que torna os preços de inversores de 
frequência desse tipo de sistema maiores que os de off-grid. A tabela 1 mostra um 
comparativo do preço dos inversores para as duas configurações fotovoltaicas 
existentes. 
 
 
Existem modelos de inversores mais sofisticados, que contam com suporte à 
conexão para comunicação de dados sem fio, para administrar e acompanhar a 
geração do sistema. Esses modelos não foram considerados devido ao seu elevado 
custo e por essas funcionalidades não serem essenciais a este trabalho. 
Em virtude do alto valor do inversor, o intuito de gerar energia para suprir 
parcialmente uma residência foi abandonado. Com o aumento do número de placas 
no sistema, o preço do inversor é diluído no valor total. O custo unitário do sistema 
por unidade de potência, ou seja, por watt-pico (Wp), fica mais barato à medida que a 
capacidade de geração aumenta. Esse fato pode ser observado na tabela 2. 
 
 
As placas solares contidas na tabela 2 foram escolhidas levando em 
consideração alguns aspectos, como preço, reputação da marca no mercado, 
eficiência e geração de energia. A tabela 3 apresenta três modelos de placa 
analisados. 
 
 
A placa Globo Brasil é de uma empresa brasileira de painéis solares. O seu 
valor foi bastante superior ao das concorrentes, que apresentaram o mesmo custo por 
watt-pico. Optou-se, para fins de simulação, pela utilização da placa Canadian CSI 
CS6P-265P, visto que sua disponibilidade no mercado nacional é maior 
que a da Yingli. 
O último equipamento necessário para o sistema FV é o quadro de proteção de 
corrente contínua para esse tipo de sistema, conhecido como stringbox. Esse 
dispositivo serve para protegê-lo de eventuais distúrbios elétricos que podem afetar 
as placas e o inversor. O modelo que apresentou o melhor custo-benefício foi o ABB 
02 Strings 1000V, por R$ 1.757, encontrado na loja Minha Casa Solar. Esse 
equipamento suporta todas as configurações de sistemas que serão testados neste 
trabalho. 
A tabela 4 mostra os valores totais dos sistemas FVs, para seis, dez e dezoito 
placas solares. O custo da instalação foi aproximado com base em um valor de R$ 250 
por placa, já considerando o suporte físico, a partir de entrevistas a empresas e 
profissionais do ramo. 
 
O gráfico 3 mostra a constituição dos custos referente a cada parte do sistema, 
em que as placas fotovoltaicas correspondem a quase metade do valor total. Ainda 
há bastante espaço para o barateamento do sistema, uma vez que o preço das células 
de silício vem caindo ano após ano. Apesar do valor elevado dos sistemas FVs, esses 
 
são conhecidos pela longa vida útil, podendo chegar a mais de 25 anos de 
funcionamento pleno. 
 
Seção 1.4: Custo da energia fotovoltaica 
Com os custos de implantação definidos, pode-se calcular o valor da energia 
produzida pelo sistema FV utilizando o total de gastos iniciais e de manutenção 
divididos pelo total de energia produzida. Foram considerados três horizontes de 
tempo de dez, quinze e vinte anos. A fórmula utilizada para o cálculo do custo unitário 
por energia gerada é apresentada a seguir. 
 
Em que N é o número de anos considerado; Invi é o investimento no ano i; 
CO&Mi são os custos de operação e manutenção no ano i; EneProd é a energia 
produzida no ano i; h é o fator de decaimento anual da eficiência da placa; e taxa é a 
taxa de desconto ao ano. 
Os investimentos ocorrem em dois momentos distintos: no ano inicial (i = 0) no 
qual são comprados todos os equipamentos necessários no valor especificado na 
tabela 4 e ao final do 15o ano, quando o inversor e o stringbox são substituídos. 
Não existem dados sobre os custos de manutenção e operação de um sistema FV. 
A única recomendação é retirar a poeira das placas de tempos em tempos. Adotou-
 
se, então, R$ 20, R$ 30 e R$ 40 como os valores anuais desse parâmetro para os 
sistemas de seis, dez e dezoito placas, respectivamente. 
A taxa de desconto utilizada foi de 5% ao ano. Esse valor se aproxima do 
rendimento real de um título da dívida pública, depois de descontada a inflação 
do período e o imposto de renda. Essa taxa foi adotada tendo em vista a condição de 
que o indivíduo que for investir no sistema já possua os recursos financeiros para tal, 
e que eles estejam aplicados em algum título da dívida pública. Outra opção é 
considerar o custo de empréstimos junto a bancos, que em geral seriam superiores. 
Entretanto, há linhas específicas de crédito no Banco do Nordeste, com custo menor. 
Para o cálculo da energia anual produzida foram considerados diversos 
aspectos. O primeiro deles é o decaimento da potência de saída máxima da placa (h), 
cerca de 0,7% por ano (Canadian Solar, 2016). Os dados de radiação solar média 
incidente no território são fornecidos em quilowatt-hora por metro quadrado (kWh/m2), 
logo, era necessário calcular a área do painel solar e descobrir sua eficiência. Essas 
informações foram encontradas nas especificações da placa disponibilizadas pelo 
fabricante (Canadian Solar, 2016). A geração diária em kWh por placa é dada pela 
equação a seguir. 
Geração = Radiação Incidente x Eficiência x Área 
 
A geração calculada pela equação (2) não leva em conta as perdas inerentes 
a qualquer sistema FV. Fatores como eficiência do inversor, perdas de sincronismo e 
no circuito, térmicas, por reflexão, entre outros, diminuem a quantidade de energia 
aproveitada pelo sistema. Para modelar essas perdas, adotou-se um fator 
de aproveitamento de 75% da energia gerada em (2), com base em estudos 
semelhantes como Cabello e Pompermayer (2013) e EPE (2012). Uma das métricas 
mais utilizadas para se referir à geração de uma placa solar é o número de horas de 
sol pleno, período no qual a placa consegue fornecer sua potência máxima. Esse valor 
pode ser calculado dividindo a geração efetivamente obtida em um dia representativo 
(em kWh) pela potência de pico da placa (em kW). Com o número de horas de sol 
pleno é possível calcular a produção total do sistema FV, multiplicando esse número 
pela potência de pico total das placas. 
 
A média de incidência solar diária nos municípios do Brasil é de 5,26 kWh/m2.3 
Considerando esse valor no cálculo da geração fotovoltaica, os custos unitários para 
os cenários considerados são apresentados na tabela 5. 
 
 
Os menores custos unitários foram obtidos no investimento que considera o 
horizonte detempo de quinze anos, no qual não há necessidade da reposição de 
equipamentos. Como esperado, quanto maior o número de placas solares no sistema, 
menor o custo unitário (em R$/kWh). Os valores de incidência solar diária média 
podem ser observados no mapa 1. 
 
 
Apesar dos diferentes tipos de clima existentes no país, a irradiação solar 
apresenta boa uniformidade. O valor máximo de irradiação global – 6,5 kWh/m² – é 
 
identificado no norte do estado da Bahia, na fronteira com o Piauí. Além disso, essa 
região apresenta uma baixa média anual de cobertura de nuvens (Pereira, 2006). Já 
a menor irradiação é encontrada no litoral de Santa Catarina. Entretanto, a região Sul 
recebe mais radiação solar durante o verão do que a Norte, mesmo estando mais 
próxima da linha do Equador. No inverno, a tendência se inverte, a maior variação 
entre estações do ano é observada na região Sul do país. 
A tabela 6 apresenta os custos unitários médios em cada estado brasileiro. 
Esses valores foram calculados com base na fórmula (1), com a energia produzida 
estimada a partir da irradiação média de cada estado. É possível observar que os 
custos são menores onde a radiação solar é maior, como no Nordeste. 
 
 
 
Seção 1.5: Estrutura tarifária da energia elétrica convencional 
O valor pago pela energia elétrica vai muito além do preço de aquisição da 
energia, paga-se também pela sua disponibilidade 24 horas por dia, sete dias por 
semana. A tarifa deve ser suficiente para arcar com os custos de operação e expansão 
de todo sistema de transmissão e distribuição, desde onde a energia é gerada até o 
 
consumidor final. Além disso, existe a compensação pelas perdas e os tributos 
cobrados pelo governo. Resumidamente, a tarifa é composta por cinco partes: 
• custos com a aquisição de energia elétrica; 
• custos relativos ao uso do sistema de distribuição; 
• custos relativos ao uso do sistema de transmissão; 
• perdas técnicas e não técnicas; e 
• encargos diversos e tributos. 
Os custos com a aquisição de energia são resultantes de processos de 
contratação de valores de energia por meio de leilões regulados, nos quais a empresa 
distribuidora compra a quantidade suficiente para atender os consumidores de sua 
área de concessão. Os custos dessa operação são repassados integralmente ao 
consumidor, sem margem de lucro para a distribuidora. 
Os custos relativos ao uso de sistema de distribuição e transmissão estão 
inseridos na tarifa para cobrir as despesas de capital e os custos de operação e 
manutenção tanto do sistema de distribuição quanto do de transmissão de energia. 
As perdas elétricas são divididas em duas porções, técnicas e não técnicas. A 
energia dissipada pelos condutores quando há passagem de corrente é considerada 
uma perda técnica, inerente a qualquer circuito elétrico. Esse tipo de perda é 
ocasionado pelo próprio consumo dos usuários. Já as não técnicas são resultantes de 
furtos e problemas com os medidores. 
A última parte da composição da tarifa é referente aos tributos e aos encargos 
setoriais. O objetivo destes é garantir o equilíbrio econômico-financeiro dos contratos 
das distribuidoras, compensando alguns subsídios dados a grupos específicos de 
usuários. Os tributos incidentes na tarifa são o Imposto sobre Circulação de 
Mercadorias e Serviços (ICMS), o Programa de Integração Social (PIS) e a 
Contribuição para o Financiamento da Seguridade Social (Cofins). A incidência de 
impostos e encargos pode representar mais de 40% do valor total da tarifa, 
dependendo do estado. 
Outro fator que influencia o valor da tarifa é a bandeira tarifária, que representa 
o custo sazonal na geração de energia. Ou seja, a variação do custo para gerar 
energia com relação a aspectos que mudam de acordo com a época do ano, como 
volume de chuva, disponibilidade hídrica e outras variantes. Existem três bandeiras 
atualmente que são acionadas dependendo do custo variável de geração térmica: 
 
verde (sem acréscimo na tarifa), amarela (acréscimo de R$ 0,02 por kWh) e vermelha 
(patamar 1 gera um acréscimo de R$ 0,03 por kWh e patamar 2, de R$ 0,035). 
A tarifa média cobrada pelas concessionárias do Brasil em março de 2017 foi 
de R$ 0,45 por kWh,4 sem a incidência de ICMS e PIS/Cofins. Considerando os 
impostos, o valor da tarifa aumenta significativamente. Esses fatores são levados em 
conta na seção seguinte, que trata do estudo da viabilidade do sistema descrito. 
O gráfico 4 mostra a composição média da conta de luz dos brasileiros. 
 
 
Seção 1.6: Viabilidade da energia solar fotovoltaica distribuída 
Para avaliar a viabilidade da adoção do sistema FV por consumidores 
residenciais, devemos levar em consideração dois aspectos principais: o custo da 
energia produzida por esse sistema e o custo da energia fornecida pela 
concessionária no local em questão. 
O valor da energia produzida foi calculado pela metodologia apresentada 
anteriormente neste trabalho, levando em conta os custos dos equipamentos e da 
instalação e a incidência solar de cada município brasileiro (mapa 1). O cálculo do 
custo da energia fornecida pela concessionária foi feito tendo em vista o valor 
fornecido pela ANEEL para cada distribuidora, acrescido dos impostos incidentes na 
tarifa. O ICMS varia de estado para estado e de acordo com a faixa de consumo em 
 
kWh. Todos esses fatores foram considerados para uma melhor estimativa do valor 
da tarifa. 
Como já mostrado na tabela 5, o sistema FV que produziu a energia com menor 
custo foi o de dezoito placas em um horizonte de investimento de quinze anos. Esse 
valor é utilizado para calcular a razão do custo da energia produzida pela tarifa 
correspondente. Essa proporção é fundamental para avaliar onde a energia 
fotovoltaica pode ser competitiva. 
O mapa 2 apresenta os valores atualmente cobrados pelas distribuidoras, sem 
considerar ICMS e PIS/Cofins. A tarifa média é de aproximadamente R$ 0,46 por kWh. 
Pará, Rio de Janeiro e Minas Gerais são os estados que apresentam a maior tarifa 
média; Roraima e Amapá, por sua vez, são os que exibem a menor. O mapa 3 expõe 
os valores médios das tarifas com a incidência de tributos. Pará e Rio de Janeiro 
continuam com as tarifas mais elevadas, assim como Roraima e Amapá com as mais 
baixas. Diferentes alíquotas de ICMS fazem alterar a ordem entre os estados. 
 
 
 
 
O mapa 4 mostra as regiões onde a utilização de energia fotovoltaica é mais 
economicamente viável quanto mais verde escuro, mais viável. O estado do Pará 
apresenta uma das melhores razões, o que se deve ao valor da tarifa da distribuidora, 
a quarta mais cara do país de acordo com dados da ANEEL, e ao fato da incidência 
solar ser razoavelmente alta. Já Roraima, apesar de apresentar bons índices de 
radiação, não possui uma relação tão vantajosa, visto que a tarifa e o ICMS incidente 
estão entre os menores do país. De qualquer forma, em todos os municípios 
brasileiros o custo de geração fotovoltaica é menor que o da energia fornecida pelas 
distribuidoras na tarifa residencial com tributos, conforme o gráfico 5. 
 
 
 
O Convênio ICMS no 16, de 22 de abril de 2015, autorizou alguns estados a 
conceder isenção de ICMS incidente sobre a energia elétrica fornecida pela 
distribuidora à unidade consumidora. Isso devia ser feito na quantidade 
correspondente à soma da energia elétrica injetada na rede de distribuição pela 
mesma unidade consumidora com os créditos de energia ativa originados nesta 
própria unidade no mesmo mês, em meses anteriores ou em outra unidade 
consumidora do mesmo titular, nos termos do Sistema de Compensação de Energia 
Elétrica, estabelecido pela Resolução Normativa no 482, de 17 de abril de 2012. Nos 
casos em que os créditos de energia são consumidos por outro titular (geração 
remota), não há isenção de tributos. Desse modo, o gráfico 6 mostra a distribuição da 
razão de custos de energia fotovoltaica e da tarifacobrada pela concessionária sem 
tributos. Apesar de menos viável economicamente, mais de 40% dos municípios estão 
com uma razão menor que 0,9. 
 
 
 
 
Apesar de a demanda por energia elétrica variar ao longo do dia, o valor 
cobrado dos consumidores residenciais pelas concessionárias é o mesmo, 
independentemente do horário. Visando beneficiar os usuários que consomem 
energia fora dos horários de pico, a ANEEL estabeleceu a possibilidade de adesão a 
uma nova modalidade de cobrança, chamada tarifa branca. Essa metodologia adota 
 
valores de tarifa menores que o convencional para horários fora de ponta e maiores 
para períodos intermediários e de ponta. No momento, essa modalidade aplica-se 
somente a pessoas jurídicas. Existem dois picos de consumo durante o dia, um de 
manhã (por volta das 7h/8h) e outro no início da noite (18h/19h), mas somente este 
último é considerado como horário de ponta na cobrança da tarifa branca. Segundo a 
Resolução Normativa no 733/2016, o consumidor pode solicitar a mudança para esse 
método tarifário a partir de 1o de janeiro de 2018. 
A implantação desse novo modelo é extremamente relevante no que tange à 
energia fotovoltaica. A geração desse tipo de energia é concentrada no período das 
9h às 15h, quando a tarifa fornecida pela concessionária é mais barata na modalidade 
branca, por ser, geralmente, do tipo fora de ponta. Em outras palavras, a energia 
gerada pelo sistema FV é considerada mais barata que o valor convencional. 
 
Por esse motivo, outra comparação foi realizada, utilizando o custo de geração 
solar e os valores de tarifa branca fora de ponta. Cada concessionária adota um valor 
diferente para os postos tarifários. O preço fora de ponta é, em média, 17% menor do 
que a tarifa convencional cobrada pelas distribuidoras. 
De modo geral, não houve notável diferença na distribuição espacial dos 
municípios onde a utilização da energia fotovoltaica é mais vantajosa 
 
economicamente. Todavia, a razão entre o custo da energia produzida e o valor 
cobrado pela concessionária aumentou como um todo, visto que a tarifa fora de ponta 
é mais barata que a convencional, utilizada na comparação anterior. 
 
Apesar de os cálculos serem um tanto simplificados, considerando valores 
médios de tributos e tarifas das distribuidoras, eles indicam uma alta viabilidade dos 
sistemas FVs conectados à rede. Ressalta-se, também, que o custo da energia 
fotovoltaica foi calculado considerando preços de equipamentos divulgados por sites 
especializados, mas nenhuma negociação de valor foi realizada. É possível que 
preços ainda menores possam ser obtidos, o que aumentaria ainda mais a atratividade 
da energia fotovoltaica. Para consumidores que usufruem de tarifas subsidiadas, 
como os de baixa renda e os rurais, a atratividade é, naturalmente, menor. 
 
 
Unidade 2: A Viabilidade Econômica da implantação de 
Energia Solar Fotovoltaica para a redução dos custos com 
energia elétrica das famílias com diferentes níveis de renda 
 
Seção 2.1: Introdução 
A utilização da energia elétrica sem dúvida foi um passo importante para a 
melhoria da qualidade de vida da humanidade. Sua utilização tornou-se essencial para 
países em desenvolvimento, uma vez que, quanto maior for a oferta de energia 
elétrica maior será o crescimento econômico, sendo a sua utilização também 
relacionada a questões sociais, tais como: a redução da pobreza, o crescimento 
populacional e o grau de urbanização. Dada a importância da energia elétrica para o 
ser humano, sua utilização tornou-se vital e seu uso indispensável para todas as 
classes sociais, até mesmo para os que dispõe de menos recursos financeiros. 
(NADIMI; TOKIMATSU, 2018a). 
Para a população, energia elétrica significa qualidade de vida, e está ligada as 
condições de saúde, trabalho, habitação, etc. Portanto, não podendo ser relacionado 
tão somente ao conforto, logo a quantidade de energia que cada família utiliza 
influência na renda e no nível de pobreza. Assim, os consumidores com menor renda 
enfrentam diversos obstáculos, pois o consumo de energia elétrica é inevitável e, parte 
da sua renda está vinculada com as despesas desta. (NADIMI; TOKIMATSU, 2018b; 
PASTEN; SANTAMARINA, 2012). 
Um outro tema que vem sendo discutido com maior intensidade nos dias atuais 
é a preocupação socioambiental dos impactos ambientais causados durante os 
processos de geração de energia elétrica no mundo, no qual as atuais preocupações 
perpassam a atual forma de sua geração, entretanto, faz-se necessário encontrar 
outras formas de geração de energia que reduzam ou limitem a degradação 
ambiental, em que pese respeitar os recursos naturais torna-se uma questão 
fundamental para a vida humana (HOSENUZZAMAN et al., 2015). 
O racionamento enfrentado no ano de 2001 evidenciou que o setor elétrico 
brasileiro, necessitava ser modificado. Novas fontes de energia elétrica precisavam 
ser incentivadas. Neste sentido, buscou-se a implantação de um novo modelo, este 
efetivado a partir do ano de 2004 através das leis nº 10.847 e 10.848 buscando alterar 
 
e fundamentar o sistema elétrico brasileiro em prol de uma melhor segurança 
energética, diferentes tarifas e atendimento universalizado. 
Embora tenha ocorrido uma maior diversificação da matriz elétrica brasileira, 
os dados apresentados no Balanço Energético Nacional (BEN), elaborado pela 
Empresa de Pesquisa Energética (EPE) (2018a), a composição da matriz energética 
brasileira está pautada na exploração dos recursos hídricos (65,2% da capacidade 
instalada), seguida pela geração termoelétrica (25,3%) e o restante (9,43%) pela 
geração de energia nuclear, eólica e solar. Números que evidenciam uma matriz 
energética com predominância hidráulica na sua geração. 
Na contramão, a escassez de chuvas no período entre 2013-2015 contribuiu 
para aumentar a crise hídrica e por consequência impactando negativamente a 
produção da energia elétrica, sendo necessário o acionamento de inúmeras usinas 
termoelétricas para suprir a demanda por energia, porém, a custos mais elevados. 
Além disso, a decisão governamental a partir da medida provisória 579 do ano de 
2012 contribuiu para acelerar o problema estrutural na geração de energia elétrica no 
Brasil, pois promoveu a redução das tarifas de energia elétrica reduzindo assim a 
receita, sendo essas tarifas, modificadas apenas no ano de 2015 com a criação das 
bandeiras tarifárias de energia. 
Em detrimento das modificações políticas relacionadas ao consumo de energia 
elétrica no Brasil, dados da Agência Internacional de Energia (International Energy 
Agency – IEA) apontam que a demanda global por energia deverá aumentar 
aproximadamente 36% entre 2015 e 2050, sendo que, deste total, as fontes 
renováveis deverão representar em torno de 29,6% do fornecimento da matriz 
energética mundial em 2050, e, considerando esse prognóstico para o Brasil, a 
demanda por energia deverá aumentar em 40% no período entre 2015 e 2050 
(INTERNATIONAL ENERGY AGENCY - IEA, 2014). 
Dentre as fontes consideradas renováveis, a energia solar vem se 
consolidando no mercado, despertando interesse mundial. Sua exploração recebeu 
inúmeras melhorias tecnológicas possibilitando seu máximo proveito energético. 
Entretanto, a energia solar abastece apenas uma pequena parcela na matriz 
energética. (DUPONT; GRASSI; ROMITTI, 2015). 
Neste sentido, a energia solar é caracterizada por ser uma fonte de energia 
limpa e renovável, cujos impactos causados ao meio ambiente são menores do que 
 
as de uma usina hidrelétrica, nuclear ou termelétrica no ato da geração elétrica, que 
são responsáveis por grande parte das emissões de CO2 na atmosfera. O objetivo da 
revolução energética é reduzir as emissões de CO2 em torno de 50% e 80% até 2050. 
(MENEGUZZO et al., 2015). 
Dentre as demais fontes renováveis, a energia solar revela ser uma fonte com 
recursos inesgotáveis,se tornando a fonte energética mais abundante do planeta 
(KEMERICH et al., 2016). Segundo Nakabayashi (2014) e Medeiros, Villalva e 
Siqueira (2018), por se tratar de uma fonte renovável em expansão, seu custo de 
geração continua elevado comparado a outras fontes energéticas. No entanto, um 
novo cenário demonstra as perspectivas de competitividade da energia fotovoltaica 
no Brasil, motivado por diversos fatores tais como rápida redução dos custos e, 
principalmente, questões relacionadas a mudanças climáticas. 
Em função da interligação entre a maior parte do país, os aproveitamentos mais 
baratos tendem a ser priorizados e complementados por soluções que garantam a 
segurança. A incidência dessa transmissão, da distribuição, de encargos e tributos 
leva, atualmente, a eletricidade representar cerca de 1/3 do valor pago pelo 
consumidor final em suas contas mensais. Os recentes avanços tecnológicos 
internacionais, associados à introdução da compensação energética, através da 
Resolução 482/2012, da ANEEL, possibilitaram a geração distribuída a custos 
competitivos para o consumidor final, que também passou a exercer o papel de 
produtor. 
Diante do exposto, este estudo busca verificar a existência de viabilidade 
econômica para a geração de energia elétrica a partir de um sistema solar fotovoltaico 
visando a redução dos custos com a energia elétrica para famílias de classe baixa, 
média e alta localizadas no município do Sinop/MT. De forma complementar, buscou-
se verificar também a existência de uma relação econométrica entre o aumento da 
renda e consumo de energia tradicional e os indicadores financeiros para a 
implantação da energia fotovoltaica nos domicílios de acordo com a renda familiar. 
 
Seção 2.2: Energias Renováveis 
A preservação do meio ambiente se tornou uma preocupação dos habitantes 
de todos os recantos do planeta, pois a estrutura energética se encontra constituída 
 
basicamente por combustíveis não renováveis, considerados uma ameaça ao meio 
ambiente. A fim de que haja desenvolvimento sustentável se faz necessária a 
ampliação das fontes renováveis na matriz energética mundial. A busca por fontes 
alternativas se tornou uma solução viável tanto do ponto de vista econômico quanto 
ambiental, tornando-se fator essencial para o desenvolvimento econômico de um país 
causando o mínimo impacto possível ao meio ambiente. Além dos benefícios sociais, 
econômicos e ambientais, o uso das fontes renováveis diversifica a matriz energética, 
reduzindo os riscos em abastecimento e possíveis crises energéticas (BORAN; 
BORAN; MENLIK, 2012; KABAK; DAǦDEVIREN, 2014). 
As pesquisas de Andrade Guerra et al., (2015) e Goldemberg e Lucon (2007) 
evidenciam que os padrões de produção e consumo de energia são representados 
por combustíveis fosseis, ou seja, energia não renovável. Encontrados na natureza 
em quantidades limitadas e não regeneráveis, os combustíveis fosseis, em sua 
maioria provenientes da extração de carvão, petróleo e gás natural, emitem gases 
poluentes locais e globais, tais como o dióxido de carbono, provocando mudanças 
climáticas que causam danos ao meio ambiente. A inserção das fontes de energia 
renováveis na matriz energética tem papel fundamental para que os padrões de 
consumo sejam alterados. 
Segundo a Empresa de Pesquisa Energética – EPE (2017) as fontes de energia 
renováveis são fontes inesgotáveis geradas a partir de recursos naturais, podendo se 
renovar naturalmente e serem rapidamente repostas. A composição atual da matriz 
energética nacional tem destacada participação da energia hidráulica, ainda que o 
país tenha grande potencial para exploração de outras fontes de energias renováveis, 
como a eólica, a solar e a biomassa. Energia eólica - produzida a partir do vento; 
biomassa, energia gerada através do processo de combustão de produtos (insumos 
ou resíduos) orgânicos; e energia solar, aquela proveniente do efeito da luz e do calor 
do sol sobre materiais semicondutores, que podem ser transformados em energia 
térmica ou elétrica (GUERRA et al., 2015). 
Em se tratando da energia solar, dois processos de geração merecem 
destaque. O primeiro resulta a partir do efeito termoelétrico que ocorre através da 
conversão da temperatura em tensão elétrica. O segundo processo de transformação 
ocorre a partir do efeito fotovoltaico, onde a irradiação solar é convertida em energia 
elétrica, por meio de células solares. A utilização destas duas tecnologias ainda 
 
representa uma pequena parcela na matriz energética mundial, no entanto, suas 
perspectivas de crescimento se mostram positivas. A energia fotovoltaica em especial, 
tem sido reconhecida internacionalmente como uma tecnologia bastante promissora. 
Experiências em outros países contribuíram para a expansão da capacidade instalada 
deste mercado nos últimos anos, apontando ganhos na escala de produção e uma 
redução de custos para os investidores, razões pelas quais a energia solar fotovoltaica 
passou a ser vista como alternativa rentável no suprimento de energia (EPE, 2012). 
 
Seção 2.3: A Matriz Elétrica Brasileira 
Frente às demandas ambientais o governo brasileiro instituiu em 2002 o 
Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA), com a 
finalidade de aumentar o aproveitamento das fontes eólica, biomassa e pequenas 
centrais hidrelétricas disponíveis na matriz energética brasileira. Considerando o ano 
base 2017, as principais fontes energéticas são: hidráulica, gás natural, biomassa, 
petróleo, carvão e energia eólica. Os combustíveis fósseis representam 17,1% (2,5% 
petróleo e derivados, 10,5% gás natural e 4,1% carvão e derivados), e as energias 
renováveis representam cerca de 80,4% da matriz elétrica nacional, evidenciando a 
grande vantagem do Brasil, que se posiciona com uma menor dependência de 
recursos energéticos não renováveis. (EPE, 2018a). Em 2002, ano de criação do 
PROINFA, essa composição apresentava dados bem diferentes. A Figura 1 evidencia 
a composição da matriz elétrica brasileira em 2002 e 2017. 
 
 
 
Passados 15 anos, a diversificação das fontes da matriz elétrica brasileira é 
significativa. Com base na ilustração, verifica-se a predominância ainda da fonte 
hidráulica, com 65,2% de participação, sendo, as fontes renováveis (biomassa, eólica, 
solar e hidráulica) responsáveis por 80,4% da oferta de eletricidade brasileira, 
contrastando significativamente com a média mundial, que é de 12,6% (EPE, 2018a). 
Segundo IEA (2014) a demanda por energia no Brasil deverá aumentar em 40% entre 
2015 e 2050. Nesse período, o petróleo deverá sofrer uma redução de 
aproximadamente 12%, o que é um indicativo de que as fontes renováveis de energia 
elétrica devam intensificar sua participação. 
Dentre as fontes renováveis existentes, a energia solar vem despertando 
grande interesse mundial. A exploração desta fonte recebeu inúmeras melhorias 
tecnológicas possibilitando seu máximo proveito energético. A energia solar é 
caracterizada por ser uma fonte de energia limpa e renovável, cujos impactos 
causados no meio ambiente são significativamente menores do que as de uma usina 
hidrelétrica, nuclear ou termelétrica, que são as grandes responsáveis pela maioria 
das emissões de CO2 na atmosfera. O objetivo da revolução energética é reduzir as 
emissões de CO2 em torno de 50% e 80% até 2050 (TESKE et al., 2010). Ademais, 
a energia solar conta com recursos energéticos inesgotáveis, se tornando a fonte 
energética mais abundante do planeta (KEMERICH et al. 2016). Segundo a Agência 
Nacional de Energia Elétrica – ANEEL (2015), por se tratar de uma fonte renovável 
em expansão, seu custo de geração, embora elevado, se comparado a outras fontes 
energéticas, demonstra perspectivas de competitividade na modalidade de 
exploração fotovoltaica no Brasil. 
 
Seção 2.4: Principais políticas públicas voltadas à produção de energia 
renovávelno Brasil 
O Brasil possui grande potencial para exploração das fontes eólica, biomassa, 
pequenas centrais hidrelétricas e solar fotovoltaica. Entretanto essas fontes enfrentam 
dificuldades, principalmente da ordem econômica para se inserir no mercado e 
expandir a sua atuação na matriz energética brasileira. Neste contexto, se faz 
necessário que o poder público crie programas de incentivos que possibilitem 
condições para que haja desenvolvimentos tecnológicos que possibilitem a 
 
implantação dessas fontes renováveis (WORLD WIDE FUND FOR NATURE - WWF-
BRASIL, 2012). 
Já foram implantados programas de incentivos às fontes renováveis de energia 
no país, a exemplo do Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia 
Elétrica (PROINFA), criado em 2002 pelo Ministério de Minas e Energia, essa política 
tem como objetivos diversificar a matriz energética brasileira, aumentar a segurança 
no abastecimento, valorizar as capacidades regionais e locais (pequenas centrais 
hidrelétricas, usinas eólicas e empreendimento termelétricos a biomassa), e reduzir 
as emissões de gases de efeito estufa (ANEEL, 2017). 
Outra ação institucional que possibilitou a inserção de projetos de geração 
solar, especificamente a fotovoltaica no Brasil, foi o Projeto de Pesquisa e 
Desenvolvimento (P&D) estratégico, que deu origem à chamada nº 013/2011, da 
ANEEL, que tem como principal finalidade a geração de energia elétrica de modo 
integrado e sustentável, visando alcançar o desenvolvimento tecnológico necessário 
para que esta fonte possa ser inserida na matriz energética brasileira (ANEEL, 2011). 
Na mesma linha de atuação, o Ministério de Minas e Energia promoveu o primeiro 
leilão para contratar de energia solar fotovoltaica no ambiente de contratação regulada 
– ACR (EPE, 2014). 
Com propósito adverso, mas não menos importante, a criação e aprovação em 
2012, da Resolução Normativa nº 482, estabeleceu as condições gerais para o acesso 
de micro e mini geração distribuída. Dentre as oportunidades ofertadas por esta 
resolução, a principal foi à possibilidade de conexão dos sistemas que utilizam fontes 
com base em energia hidráulica, solar, eólica, biomassa ou cogeração qualificada à 
rede de distribuição das concessionárias, gerando um sistema de compensação às 
centrais geradoras e que possibilitou o consumo por meio de instalações de unidades 
consumidoras à população (ANEEL, 2012). 
Esse sistema de compensação ofertado pela Resolução nº 482 é conhecido 
como On Grid. Ele possibilita que toda energia excedente proveniente de uma central 
geradora de até 1 MW, seja injetada de imediato à rede das concessionárias. Portanto, 
caso a quantidade de quilowatthoras de energia gerada por uma fonte local 
(residencial) seja superior à demanda, o sistema envia esse excedente de energia 
para a rede da concessionária responsável, e poderá ser compensado, caso haja 
necessidade, no período de trinta e seis meses, em qualquer ponto de consumo 
 
registrado com mesmo CPF ou CNPJ do ponto de injeção, desde que na área de 
concessão da distribuidora. Em sendo a geração de energia inferior à demanda, a 
diferença é fornecida e cobrada pela concessionária. Este projeto foi de extrema 
importância para o Brasil, pois permitiu que o país fosse percebido por investidores e 
grandes empresas multinacionais (CASTRO; JANNUZZI; DRUMOND JUNIOR, 2016). 
Em 2015 ocorreu uma alteração na Resolução Normativa nº 482, dando origem 
a Resolução Normativa nº 687, de 24 de novembro de 2015. Esta nova resolução 
possibilitou uma ampliação do sistema de micro e mini geração, até 75 kW e daí até 
5 MW, respectivamente, possibilitando que outros consumidores compensem a 
energia injetada, de acordo com alguns critérios. Uma outra alteração refere-se à 
ampliação do sistema de compensação da energia injetada que passa a expirar em 
sessenta meses. Esta resolução entrou em vigor 1º de março de 2016 (ANEEL, 2015). 
Em 2015 foi alterada a legislação sobre chamadas públicas, permitindo que as 
distribuidoras contratem empreendimento mais caros que os ofertados nos leilões, 
limitados a 10% de seus mercados, para resolver questões locacionais. Em 2018 
foram publicados valores para diversas fontes (EPE, 2018b). 
A redução de impostos estaduais e federais também é um estímulo às fontes 
renováveis na medida e que reduz os custos de uma nova instalação. Percebe-se 
que, em virtude da abundância de fontes energéticas renováveis e baratas, os 
incentivos advindos de políticas públicas são cruciais para o desenvolvimento e uso 
de tecnologias mais eficientes e assim, promover a inserção das fontes renováveis 
distribuídas diversificando a matriz energética brasileira (EPE, 2018d; WWF-BRASIL, 
2015). 
 
Seção 2.5: Crescimento Econômico, Classes de Renda e Consumo de 
Energia 
O consumo de energia elétrica é considerado um dos principais indicadores do 
desenvolvimento econômico e social de um país (AHMED; AZAM, 2016; NADIMI; 
TOKIMATSU, 2018a). O aumento no consumo de energia influencia o nível de 
produção e da renda da população, impactando todos os setores da economia, tais 
como o setor industrial, comercial e de serviços. A população passa a adquirir bens e 
serviços com tecnologia mais avançada e com aparelhos mais sofisticados que 
 
exigem o acesso à rede elétrica, fazendo com que ocorra um aumento no consumo 
de energia. Fatores estes que foram fundamentais para o crescimento acelerado no 
consumo mundial de energia registrado nos últimos anos (ANEEL, 2008). 
Uma vez que o consumo de energia elétrica exerce um papel fundamental no 
crescimento econômico e no nível de renda da população, as diferentes classes 
sociais se distinguem através de seu padrão de consumo, que demonstram o estilo 
de vida e o padrão de renda da sociedade (NADIMI; TOKIMATSU, 2018a), estando 
direta e indiretamente ligado ao processo de produção, pois o aumento no consumo 
de energia acarreta um aumento no PIB (FRANCISCO, 2010; NETO; CORRÊA; 
PEROBELLI, 2016), comprovando mais uma vez a importância da energia na 
economia de um país. 
Embora a expansão do consumo de energia esteja diretamente relacionada a 
expansão da economia de um país e a qualidade de vida da sua população, ela 
também pode afetar negativamente por três motivos. O primeiro se refere à 
possibilidade de esgotamento das fontes utilizadas para a produção de energia, que 
é o caso das fontes não renováveis. Um segundo motivo se refere ao impacto que 
estas fontes causam no meio ambiente e, por fim, um último motivo refere-se aos 
elevados investimentos em pesquisa de novas fontes alternativas e para a construção 
de novas usinas geradoras de energia elétrica (ANNEL, 2008). Tais motivações 
sugerem que novos investimentos no setor deem preferência às fontes renováveis de 
energia elétrica, no sentido de alinhar crescimento econômico, bem-estar da 
população e conservação do meio ambiente. 
 
Seção 2.6: Descrições dos Dados, Procedimentos e Instrumentos de 
Pesquisa 
O universo da pesquisa consiste em identificar a viabilidade econômica para a 
implantação de um sistema solar fotovoltaico conectado à rede concessionária (On 
Grid) para geração de energia elétrica, com o intuito de reduzir o custo deste serviço 
convencional para famílias de baixa, média e alta renda no município de Sinop/MT. 
Para tanto, foram selecionados domicílios localizados nos bairros Jardim 
Maringá (alta renda), Jardim Botânico (média renda) e Jardim Boa Esperança (baixa 
renda), escolhidos de acordo com as características socioeconômicas das famílias ali 
 
residentes no ano de 2017. Esses dados dividem-se entre investimento para 
instalação do sistema fotovoltaico (custos dos equipamentos) coletados junto às 
empresas A e B instaladas no município de Sinop/MT, estratificação de classes (baixa, 
média e alta) com base na renda domiciliar a partir dos dados disponibilizados pelo 
Instituto Brasileirode Geografia e Estatística - IBGE (2016), e as médias de energia 
elétrica faturada em 2017 em cada bairro, fornecidas pela concessionária de 
distribuição de energia elétrica no Estado de Mato Grosso, a empresa Energisa Mato 
Grosso – Distribuidora de Energia S.A.. 
Utilizou-se também uma análise de regressão para estimar os resultados dos 
coeficientes do modelo, a fim de verificar a existência de uma relação entre as 
variáveis: despesas com energia elétrica, quantidade de cômodos, quantidade de 
moradores, renda total do domicílio, material que predomina as paredes dos 
domicílios, material da cobertura dos domicílios, todas extraídas do Instituto Brasileiro 
de Geografia e Estatística (IBGE, 2011) através dos dados disponibilizados pelo IBGE 
em sua última Pesquisa de Orçamentos Familiares (POF 2008-2009). 
Neste aspecto, este estudo utilizou-se do método descritivo e quantitativo. 
Segundo Sampieri, Collado e Lucio (2013), o método descritivo caracteriza-se em 
especificar as propriedades, as características e os perfis de pessoas, grupos, 
comunidades, processos, objetos ou qualquer outro fenômeno que se submeta a uma 
análise. Já o enfoque quantitativo utiliza a coleta de dados para testar hipóteses, 
baseando-se na medição numérica e na análise estatística para estabelecer padrões 
e comprovar teorias. 
 
Seção 2.7: Modelo Teórico para Análise de Viabilidade Econômico-
financeira 
Para a tomada de decisão de um investimento é fundamental a avaliação das 
variáveis financeiras em conjunto, para isso, utiliza-se uma ferramenta que auxilia no 
agrupamento das mesmas, denominada “Fluxo de Caixa”. A partir dos fluxos de caixa 
gerados, obtêm-se os valores de indicadores econômico-financeiros que auxiliam na 
avaliação da viabilidade de um investimento. Para os fins deste estudo, os indicadores 
utilizados foram o payback descontado, Taxa Interna de Retorno (TIR), Valor Presente 
 
Líquido (VPL), Valor Presente líquido Anualizado (VPLA), Índice Custo Benefício (B/C) 
e o Índice de Rentabilidade (IR). 
 
Seção 2.8: A Estatística Descritiva e o Modelo de Regressão Linear 
A Tabela 1 apresenta a estatística descritiva das variáveis coletadas para as 
informações de média, desvio padrão e os valores mínimos e máximos relativos. 
De acordo com os dados da tabela é possível identificar a discrepância entre 
os valores da média das variáveis. Analisando o desvio padrão das variáveis, verifica-
se que as variáveis de intervalos mais estreitos tendem a ter um desvio padrão menor 
que as demais. 
 
Em relação a análise de regressão, essa diz respeito ao estudo da dependência 
de uma variável, a variável dependente, em relação a uma ou mais variáveis, as 
variáveis independentes, visando estimar e/ou prever o valor médio (da população) 
(GUJARATI; PORTER, 2011). O modelo pode ser representado da seguinte forma: 
 
 
Onde: Y𝑖= Despesa com energia elétrica; 𝑋2= Material que predomina as 
paredes dos domicílios; 𝑋3= Quantidade de cômodos; 𝑋4= Quantidade de moradores 
no domicílio; 𝑋5= Material da cobertura dos domicílios; 𝑋6= Renda Total do domicílio; 
𝑢𝑖= Termo de erro; 𝛽1 = Coeficiente linear; 𝛽2, 𝛽3, 𝛽4, 𝛽5, 𝛽6= coeficientes angulares. 
 
O método de Mínimos Quadrados Ordinários (MQO) consiste na escolha dos 
valores dos parâmetros desconhecidos de maneira que a soma dos quadrados dos 
resíduos (SQR) ∑ �̂�𝑖2 seja minimizada (GUJARATI; PORTER, 2011). Os estimadores 
de MQO possuem as seguintes propriedades estatísticas para validar as premissas 
do MCRL: os estimadores são não visados; são eficientes, ou seja, variância mínima; 
 
são consistentes, pois convergem aos verdadeiros valores da população; e a amostra 
segue uma distribuição normal, ou seja, com média zero e variância constante Z ~ N 
(0, 1) (GUJARATI e PORTER, 2011). 
 
Agora, para estimar os coeficientes do modelo de regressão múltipla com três 
variáveis considera-se primeiramente o método dos mínimos quadrados ordinários 
(MQO), para assim obter os estimadores parciais de regressão populacional �̂�1, �̂�2 e 
𝛽 ̂3 do modelo (GUJARATI; PORTER, 2011). 
 
O modelo de regressão linear múltipla parte da mesma dinâmica do modelo de 
regressão linear simples, ou seja, continua a operar com base nas premissas do 
MCRL onde: o modelo é linear nos parâmetros; os valores fixos de X ou valores de X 
independentes do termo de erro; o termo de erro 𝑢𝑖 tem média igual a zero; 
homocedasticidade ou variância constante de 𝑢𝑖; ausência de autocorrelação, entre 
os termos de erro; o número de observações n deve ser maior que o número de 
parâmetros a serem estimados; não há colinearidade exata entre as variáveis X, não 
há relação linear exata entre 𝑋2 e 𝑋3; e ausência de viés de especificação 
(GUJARATI; PORTER, 2011). 
A velocidade com a qual as variâncias e covariâncias aumentam pode ser vista 
pelo Fator de Inflação da Variância (FIV), por isso, usa-se o teste de FIV para detectar 
a presença de multicolinearidade no modelo, definido como (GUJARATI; PORTER, 
2011): 
 
 
 
O Teste de White será usado para verificar a variância do erro do modelo, essa 
homocedástica ou heterocedástica, neste caso, apresenta-se como hipótese nula a 
presença de homocedasticidade e como hipótese alternativa a heterocedasticidade. 
O primeiro passo para executar o teste é obter os coeficientes da regressão, em 
seguida obter os resíduos, �̂�𝑖. O segundo passo consiste em obter a regressão 
auxiliar: 
�̂�𝑖 = ∝1+ ∝2 𝑋2𝑖 + ∝3 𝑋3𝑖 + ∝4 𝑋22𝑖 + ∝5 𝑋32𝑖 + ∝6 𝑋2𝑖𝑋3𝑖 + 𝑣𝑖 
 
Sob a hipótese nula de que não há heterocedasticidade, pode-se mostrar que 
o tamanho da amostra n multiplicado pelo R2 da regressão auxiliar segue 
assintoticamente a distribuição qui-quadrada com graus de liberdade iguais ao 
número de regressores (excluindo-se o termo constante) na regressão auxiliar 
(GUJARATI; PORTER, 2011). 
𝑛 ∙ R2 ~ X2gl 
 
Utilizou-se o teste de Breusch-Pagan para detectar se os resíduos são 
homocedástico ou heterocedástico, ou seja, se a variância do erro se comporta de 
forma constante (GUJARATI; PORTER, 2011). Para estimar os coeficientes da 
regressão foi utilizado o Software Stata®. 
 
Seção 2.9: As Características de Renda e Consumo de Energia Elétrica 
nas Residências em Estudo 
Para o dimensionamento dos sistemas fotovoltaicos a serem instalados, foram 
adotados procedimentos de análise pautados nos indicadores de renda e de consumo 
de energia elétrica domiciliar. Para tanto, utilizamos a metodologia comumente 
empregada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), que estratifica 
as classes com base na renda familiar auferida, conforme apresentado na Tabela 2. 
 
 
Com base na classificação disposta, os bairros residenciais do município de 
Sinop-MT, segundo dados do censo do IBGE (2010) obtidos no Sistema IBGE de 
Recuperação Automática – SIDRA, somam 59 (cinquenta e nove). Dos quais, 3 (três) 
bairros foram escolhidos visando contemplar a estratificação por classe de rendimento 
domiciliar, sendo eles: Jardim Maringá (Classe alta); Jardim Botânico (Classe média); 
e, Jardim Boa Esperança (Classe baixa). 
Os dados retornaram 567 domicílios habitados no bairro Jardim Maringá. 
Destes, 10 desses possuem renda mensal domiciliar entre ½ à 2 salários mínimos, 
outros 58 detém de uma renda domiciliar entre 2 a 4 salários mínimos, 168 
compreendem uma renda de 4 a 10 salários mínimos, 205 com renda entre 10 a 20 
salários mínimos, além de outros 118 domicílios ocupados com renda domiciliar 
superior a 20 salários mínimos, e apenas 6 domicílios não possuem nenhum 
rendimento, assim o bairro Jardim Maringá enquadra-se, segundo metodologia do 
IBGE como um bairro de classe alta. 
Outro bairro considerado na pesquisa, o Jardim Botânico, possui um total de 
1.394 domicílios. Dos quais, 167 apresentam renda domiciliar entre ½ a 2 salários 
mínimos, outros 489 destes apresentaram renda domiciliarentre 2 à 4 salários 
mínimos, 435 domicílios apresentaram renda entre 4 à 10 salários mínimos, outros 
164 possuem renda domiciliar entre 10 a 20 salários mínimos, 58 possuem rendimento 
domiciliar de mais de 20 salários mínimos, e por fim 23 domicílios não possuem 
nenhum tipo de rendimento mensal. Dados que segundo classificação do IBGE, o 
enquadram como sendo um bairro de classe média. 
Por último, pesquisou-se o bairro Jardim Boa Esperança, o qual segundo 
informações do IBGE (2010) conta com um total de 1.536 domicílios, sendo 895 com 
renda mensal domiciliar entre ½ a 2 salários mínimos, 442 possuem uma renda de 2 
a 4 salários mínimos, outros 142 dispõe de 4 a 10 salários mínimos, apenas 2 
domicílios usufruem de uma renda de mais de 20 salários mínimos, e os outros 46 
 
domicílios que não possuíam nenhum tipo de rendimento mensal, enquadrando este 
bairro como sendo de classe baixa. As informações detalhadas da renda mensal 
domiciliar são importantes para que se possa verificar posteriormente a relação de 
viabilidade econômica quando da implantação dos painéis fotovoltaicos em relação 
ao consumo tradicional de energia elétrica. 
Os domicílios em estudo são caracterizados por residencial bifásico e trifásico. 
Para dimensionar a potência necessária para suprir a demanda por energia elétrica 
alguns aspectos técnicos devem ser levados em consideração ao se instalar um 
sistema fotovoltaico, tais como o consumo médio em kWh e a irradiação solar média. 
As tabelas a seguir apresentam as médias de consumo e dos custos de energia 
fornecidas pela concessionária Energisa Mato Grosso, referentes ao ano de 2017, dos 
bairros participantes da pesquisa. Neste sentido, a Tabela 4 destaca esses dados 
para os domicílios localizados no bairro Jardim Maringá. 
 
A partir dos valores apresentados torna-se possível analisar a variação do 
consumo de energia elétrica ao longo do ano de 2017 para o bairro Jardim Maringá, 
tornando este consumo base para a realização do dimensionamento do sistema 
fotovoltaico a ser instalado. Verifica-se que domicílios localizados neste bairro 
apresentam um consumo médio de 1.447 kWh/mês com custo médio de R$ 1.121,20 
ao mês. Além desses dados, verifica-se que o consumo médio total anual de 17.365 
kWh/ano, apresentando um custo médio anual de R$13.454,30. Este consumo médio 
de energia elétrica é considerado elevado visto que a média mensal brasileira de 
 
consumo residencial foi de 157,9 kWh/mês em 2017, ou seja, um consumo anual de 
aproximadamente 1.894,8 kWh segundo (EPE, 2018c). 
A Tabela 5, apresenta dados dos domicílios localizados no bairro Jardim 
Botânico, evidenciando consumo médio anual de 7.733 kWh, ou seja, um consumo 
médio mensal de 644 kWh/mês, a um custo médio de R$ 504,00 ao mês e de R$ 
6.049,28 anualmente. Em relação ao bairro anterior, de elevada renda, nota-se que o 
consumo médio foi 44,51% menor, além do custo ser menor em 44,95%. Cabe 
ressaltar que os domicílios deste bairro são em sua maioria estratificados como de 
classe média. 
 
Para o bairro Jardim Boa Esperança, considerado na pesquisa como sendo de 
baixa renda, o consumo médio total foi de 2.350 kWh/ano, com média de 196 
kWh/mês a um custo de R$ 141,24 ao mês, e de R$ 1.694,80 anualmente, dados 
apresentados na Tabela 6. 
 
 
Com base nas informações sobre o consumo médio dos domicílios nos três 
bairros, torna-se possível determinar o tamanho do sistema fotovoltaico para cada 
categoria de domicílio suprir sua demanda por energia elétrica. Para esse cálculo, é 
preciso considerar a irradiação solar média incidente na localidade. 
De acordo com Braun-Grabolle (2010), a irradiação solar é utilizada no cálculo 
para estimar a quantidade de energia elétrica que um sistema fotovoltaico é capaz de 
produzir, logo a média de irradiação solar é fundamental para a eficiência dos painéis 
fotovoltaicos, pois quanto maior for a quantidade de luz e calor recebida pelos painéis 
maior será a produção de energia elétrica, sendo que o aproveitamento da irradiação 
solar para geração de eletricidade varia ao longo dos meses de acordo com as 
estações do ano e a localização geográfica. 
Sendo assim, os domicílios estão localizados no município de Sinop/MT, com 
latitude 11.855812º Sul e longitude 55.571828º Oeste, coordenadas geográficas para 
obtenção dos valores de irradiação média diária fornecida pelo Centro de Referência 
para as Energias Solar e Eólica Sérgio de S. Brito (CRESESB) como apresentado na 
Tabela 3. 
 
 
Baseados nas informações fornecidas pelo CRESESB, observa-se que a 
irradiação solar média para o município foi de 4,80 kWh/m².dia, logo, era necessário 
 
calcular a área do painel solar e descobrir sua eficiência. Com relação a área, essa 
informação foi obtida nas especificações do produto. Quanto a sua eficiência, adotou-
se um fator de aproveitamento de 75% da energia gerada, baseado em estudo 
realizado pela Empresa de Pesquisa Energética EPE (2012), que considerou fatores 
como a eficiência do inversor, perdas de sincronismo e no circuito, térmicas, por 
reflexão, entre outras, como perdas de quantidade de energia aproveitada pelo 
sistema fotovoltaico. 
Realizados os cálculos para obter o número de placas necessárias para suprir 
100% da demanda dos domicílios em estudo, a Tabela 7 demonstra ainda a potência 
gerada de cada equipamento e o preço médio de cada kit segundo informações das 
empresas A e B que revendem esses equipamentos em Sinop/MT. Cada kit 
fotovoltaico inclui painel solar (placas), cabo fotovoltaico, conector, grampos, perfil 
perfurado, junção do perfil, StrigBox e inversor monofásico. Além do preço do kit, as 
empresas cobram uma taxa de 30% sobre o preço, referente à custos com transporte, 
mão-de-obra e projeto elétrico para a instalação do sistema solar fotovoltaico. 
 
Conforme já mencionado, os sistemas fotovoltaicos propostos terão 
capacidade para suprir 100% da demanda dos domicílios. Situações de produção 
além da demanda necessária podem ocorrer a qualquer momento. Nesses casos, por 
tratar de um sistema conectado à rede (On Grid), o excedente de energia é injetado à 
rede elétrica da concessionária e fica como crédito por um período de até 60 
(sessenta) meses, podendo ser compartilhada dentro de uma mesma área de 
concessão ou permissão, ou deverá ser utilizada pela distribuidora local. No entanto, 
deve-se ressaltar que mesmo que o sistema seja capaz de suprir 100% da demanda, 
a conta de energia elétrica nunca terá valor igual a zero, pois o consumidor tem de 
pagar a concessionária a taxa mínima de disponibilidade da rede elétrica (ANEEL, 
2015). 
 
Apresentados os cálculos e custos necessários para a implantação dos painéis 
fotovoltaicos, o próximo passo da pesquisa foi analisar sua viabilidade econômica em 
relação a renda domiciliar e o consumo de energia tradicional. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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