TCC ROBERTA FINAL 18.12.17

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CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
CURSO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL
MARIA ROBERTA CAVALCANTE DE SIQUEIRA
 
 
VIABILIDADE ECONÔMICA DA INSTALAÇÃO DE
ENERGIAFOTOVOLTAICA EM UM ATERRO SANITÁRIO:
UM ESTUDO DE CASO
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
CURSO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL
 
 
 
MARIA ROBERTA CAVALCANTE DE SIQUEIRA
 
 
 
VIABILIDADE ECONÔMICA DA INSTALAÇÃO DE
ENERGIAFOTOVOLTAICA EM UM ATERRO SANITÁRIO:
UM ESTUDO DE CASO EM MARITUBA - PARÁ
 
 
 
 
Belém – PA 
2017 
13 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
CURSO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL 
MARIA ROBERTA CAVALCANTE DE SIQUEIRA 
VIABILIDADE ECONÔMICA DA INSTALAÇÃO DE 
ENERGIAFOTOVOLTAICA EM UM ATERRO SANITÁRIO: 
PARÁ 
14 
 
MARIA ROBERTA CAVALCANTE DE SIQUEIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VIABILIDADE ECONÔMICA DA INSTALAÇÃO DE 
ENERGIAFOTOVOLTAICA EM UM ATERRO SANITÁRIO: 
UM ESTUDO DE CASO EM MARITUBA - PARÁ 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Cursoapresentado ao 
Centro de Ciências Exatas e Tecnologias (CCET) 
da Universidade da Amazônia (UNAMA), como 
requisito para a obtenção do grau de Bacharel em 
Engenharia Sanitária e Ambiental. 
 
Orientador:Prof. Dr. Marco Valério de A. Vinagre. 
 
 
 
 
 
 
 
Belém – PA 
2017 
15 
 
MARIA ROBERTA CAVALCANTE DE SIQUEIRA 
 
 
 
VIABILIDADE ECONÔMICA DA INSTALAÇÃO DE 
ENERGIAFOTOVOLTAICA EM UM ATERRO SANITÁRIO: 
UM ESTUDO DE CASO EM MARITUBA - PARÁ 
 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao 
Centro de Ciências Exatas e Tecnologias (CCET) 
da Universidade da Amazônia (UNAMA), como 
requisito para a obtenção do grau de Bacharel em 
Engenharia Sanitária e Ambiental. 
 
 
BANCA EXAMINADORA 
 
 
Conceito: ____________________________. 
 
16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A Deus, por ser essencial em minha vida 
e autor do meu destino, não permitindo 
que o cansaço e o desânimo me 
fragilizassem. Aos meus pais, Suely e 
Roberto, que inúmeras vezes sacrificaram 
seus próprios sonhos para priorizar os 
meus, e me ensinarem o caminho da luta 
e perseverança. 
 
17 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Desejo agradecer a muitos que auxiliaram na realização deste trabalho, 
especialmente,àqueles que me acompanharam mais de perto nesta longa 
caminhada, em especial: meus irmãos, Jhonny e Junior, e tios,Rosângela Siqueira e 
Sandro Siqueira. Agradeço ao meu amor, Jailton Chaves, pela paciência e 
compreensão nos momentos difíceis. 
Ao meu orientador, o Prof. Dr. Marcos Valério de Albuquerque Vinagre,que 
me apoiou e me incentivou sempre, inclusive, nos momentos em que nem mesmo 
eu acreditava; aomeu coorientador, o Prof. Dr.Fabrício Quadro Borges,pelas 
contribuições, apoio, amizade e compreensão durante a elaboração deste trabalho, 
e por ambos teremsido uma referência para mim, como pessoas e como 
profissionais, desde meus primeiros passos na vida acadêmica. Agradeço, em 
especial,à banca deste trabalho a Msc Natália Daniele de Lima Vinagre Fonseca que 
propiciou contribuições fundamentais a esta monografia, e agradeço também a 
todos os professores com os quais convivi neste período dagraduação, em especial, 
Francisco Xavier,Ivan Araújo, Patrícia Paranhos e Claudio Rego. 
Aos amigos que estiveram do meu lado em longos momentos,em todos esses 
anos. Como são muitos, traduzo o agradecimento em nome de Eithiene, Rosana, 
Randerson, Naiara, Tayna, Marcos, e aos meus amigos de turma, Mônica, Andrei e 
Geysa, pelas incontáveis noites de estudo, viagens, companhia, almoço,Cada 
momento junto com vocês ao longo destes cinco anos foi essencial para ter forças 
para executar este trabalho.Ao seu Gustavo Nunes, Jeová Palheta e Ari Ricardo, 
pornão terem medido esforços, ajudando com os dados da pesquisa e sempre 
estando disponíveisàs minhas dúvidas. 
Agradeço finalmente,a Universidade da Amazônia (UNAMA), pois, através 
dela, foram abertas as portas para a ampliação do meu conhecimento, e às 
organizações em que realizei estágios, que foram de fundamental importância para 
o meu desenvolvimento pessoal e profissional: ELETRONORTE, SEMAS e a 
PLAMAX COLETORA DE RESÍDUOS. 
 
18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Há uma força motriz mais poderosa que o 
vapor, a eletricidade e a energia atômica: 
a vontade. 
 
Albert Einstein 
 
19 
 
RESUMO 
 
Este trabalho apresenta uma análise de viabilidade econômica ao qual pretende-se 
avaliar um estudo de sistemafotovoltaico tipo SFCR,e os benefícios do uso da 
energia solar em um aterro sanitário, uma vez quediversos setores da sociedade 
postulam por soluções de tecnologias renováveis conforme preconiza o 
desenvolvimento sustentável, bem como oferecer subsídios que visam contribuir 
para a diminuição de carbono, e promover um “marketing vinculadoá 
sustentabilidade”. A pesquisa foi desenvolvida levando em consideração á 
viabilidade econômicadoinvestimento de um sistema conectado a rede e integrado a 
cobertura de um estacionamento de uma Central de disposição de resíduos 
localizado no município de Marituba-Pa.No capítulo 5 é apresentado um software 
livre desenvolvido para monitoramento de Irradiação Solar Diária Média Mensal na 
área de estudo. Na análise econômica,resultados são apresentados para ilustrar que 
o investimento e atrativo utilizando os critérios de Tempo de Retorno de 
investimento(payback),que classificou-se em 5 anos2 meses e 6 dias, e observou-se 
umValor Presente Líquido (VPL)positivo deR$658.867,23 R$e umaRentabilidade de 
74,6 %%.A Taxa Mínima de Atratividade– TMAapresentou um valor de 7,50 % visto 
que a Taxa Interna de Retorno –TIR, apresentouum valor acentuado de 19,16 % 
(TIR>TMA), considerando em termos de análise de viabilidade isso representa um 
resultado satisfatóriopara instalação do projeto. 
 
Palavras-chave: Energia solar. Tecnologias fotovoltaicas. Desenvolvimento 
Sustentável. 
 
 
20 
 
ABSTRACT 
 
This work presents an analysis of economic feasibility to evaluate a study of 
photovoltaic system type SFCR and the benefits of the use of solar energy in a 
landfill, since several sectors of society postulate for solutions of renewable 
technologies as it advocates sustainable development, as well as offer subsidies that 
aim to contribute to the reduction of carbon, and promote "marketing linked to 
sustainability." The research was developed taking into account the economic 
viability of the investment of a system connected to the network and integrated the 
coverage of a parking of a Central of disposal of residues located in the municipality 
of Marituba-Pa. In Chapter 5 a free software developed for the monitoring of Solar 
Average Monthly Solar Irradiation in the study area is presented. In the economic 
analysis results are presented to illustrate that the investment and attractive using the 
criteria of Time of Return of investment (payback), which was classified in 5 years 2 
months and 6 days, and was observed a Net Present Value (NPV) positive R $ 
658.867,23 and a Profitability of 74.6%. The Minimum Attractiveness Rate (TMA) 
presented a value of 7.50% since the Internal Rate of Return (ITR) presented a 
marked value of 19.16% (TIR> TMA), considering in terms of feasibility analysis this 
represents a satisfactory result for installation of the project. 
 
Keywords: Solar energy. Photovoltaic technologies. Sustainable development. 
 
21 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 − Capacidade instalada pelo SIN no ano de 2014 ..................................... 16 
Figura 2 – Posição da Terra e dos hemisférios durante a rotação em torno do Sol .. 18 
Figura 3 – Distribuição da radiação solar .................................................................18 
Figura 4 – Mapa da radiação solar global horizontal – Média anual – Brasil ........... 19 
Figura 5 – Corte transversal de uma célula fotovoltaica ........................................... 21 
Figura 6 – Tipos de encapsulamento para estruturas cristalinas ............................. 22 
Figura 7 – Células coloridas de c-Si ......................................................................... 23 
Figura 8 – Células de terceira geração .................................................................... 23 
Figura 9 – Esquema de um sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica ............. 24 
Figura 10 – Principais componentes de um sistema fotovoltaico conectado à rede 25 
Figura 11 – Partes constituintes de um módulo fotovoltaico .................................... 25 
Figura 12 − BIPV instalado sobre a cobertura eestacionamentos em uma usina 
fotovoltaica em Santa Catarina ................................................................................ 28 
Figura 13 – Etapas da pesquisa ............................................................................... 30 
Figura 14 – Mapa de localização da Guamá Tratamento de Resíduos .................... 33 
Figura 15 – Mapa da Central de Processamento e Tratamento de resíduos ........... 34 
Figura 16 – Tratamento de Chorume presente na lagoa adicional ........................... 35 
Figura 17 – Atual frente de serviço ........................................................................... 35 
Figura 18 – Base de concreto para nova estação de tratamento de chorume ......... 36 
Figura 19 – Implantação de dreno sub - superficial de água pluvial ......................... 36 
Figura 20 – Continuidade da cobertura do aterro com solo ..................................... 37 
Figura 21 – Material reciclável acondicionado para transporte proveniente da usina 
de triagem ................................................................................................................ 37 
Figura 22 – Lagoa de permeado tratado .................................................................. 38 
Figura 23 – Continuidade na cobertura do maciço com manta PEBD ..................... 38 
Figura 24 – Modelo arquitetônico para cobertura fotovoltaica (cenário atual do aterro) 45 
Figura 25 – Projeto arquitetônico do estacionamento (cenário futuro) ..................... 45 
 
 
22 
 
LISTA DE GRÁFICOS 
 
Gráfico 1 – Irradiação solar ...................................................................................... 41 
Gráfico 2 – Consumo Anual ..................................................................................... 48 
Gráfico 3 – Comportamento do sistema fotovoltaico SFCR ..................................... 49 
Gráfico 4 – Geração Total esperada para o sistema fotovoltaico ............................. 53 
Gráfico 5 – Payback do sistema SFCR .................................................................... 56 
Gráfico 6 – Valor Presente Líquido (VPL) ................................................................ 57 
Gráfico 7 – Taxa interna de retorno .......................................................................... 60 
 
 
23 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 – Normas da ABNT relacionadas ao SFCR .............................................. 26 
Tabela 2 – Irradiação solar diária média mensal (kWh/m². dia), para coordenada 
UTM 1,4° Latitude Sul e 48,504444° Longitude Oeste .............................................. 40 
Tabela 3 – Definição do módulo fotovoltaico ............................................................ 42 
Tabela 4 – Definição do inversor fotovoltaico ........................................................... 42 
Tabela 5 – Características da tipologia do gerador fotovoltaico ............................... 43 
Tabela 6 – Compatibilidade do arranjo Fotovoltaico com o inversor ........................ 43 
Tabela 7 – Ângulo de inclinação recomendado........................................................ 44 
Tabela 8 – Custo de aquisição dos principais componentes de um sistema 
fotovoltaico ............................................................................................................... 46 
Tabela 9 – Consumo anual ...................................................................................... 47 
Tabela 10 – Comportamento do sistema fotovoltaico SFCR gerando a metade do 
consumo usando apenas 50% da rede .................................................................... 49 
Tabela 11 – Perdas típicas em um sistema fotovoltaico conectado à rede .............. 51 
Tabela 12 – Geração Esperada ............................................................................... 52 
Tabela 13 –Payback SFCR (Tempo de Retorno do Investimento) ........................... 55 
Tabela 14 – Valor Presente Líquido (VPL) / Sistema SFCR .................................... 59 
Tabela 15 – Taxa Interna de Retorno (TIR).............................................................. 61 
 
 
24 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas 
ANEEL Agência Nacional De Energia Elétrica 
a-Si Silício amorfo 
BAPV Building Applied Photovoltaics 
BIPV Bulding Integrated Photovoltaics 
CdTe Telureto de cádmio 
CF Constituição Federal 
CIGS Disseleneto de cobre, índio e gálio 
CMMAD Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento 
CO2 Dióxido de carbono 
CPTR Central de Processamento e Tratamento de Resíduos 
CRESESB Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sergio de Salvo Brito 
DDP Diferença De Potencial 
DSSC Células sensibilizadas por Corante 
GEE Gases do Efeito Estufa 
GW Giga Watts 
GWh Gigawatts - hora 
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística 
IMP Corrente de máxima potência 
ISC Corrente de curto circuito 
Km² Quilometro Quadrado 
kWh Quilo watt-hora 
M Metro 
M² Metro Quadrado 
m-Si- Silício Monocristalino 
Mwp Megawatt-pico 
OPV Células orgânicas ou poliméricas 
OPV Organic Photovoltaics 
p-Si Silício policristalino 
PV Fotovoltaico (Photovoltaics) 
SEMAS Secretaria Estadual de Meio Ambiente e Sustentabilidade. 
SFCR Sistemas Fotovoltaicos Conectados a Rede 
25 
 
SIN Sistema Interligado Nacional 
TIR Taxa Interna de Retorno 
V Tensão 
VMP Tensão de máxima potência 
Voc Tensão de circuito aberto 
VPL Valor Presente Líquido 
 
26 
 
LISTA DE SÍMBOLOS 
 
GT Geração Total 
∑ Somatório 
lo Radiação média diária do mês em questão (kWH/m². dia) 
A Área total de painéis fotovoltaicos 
ɳ Eficiência do painel 
t Tempo 
GTP Geração Total com Perdas 
ρ Perda percentual do sistema 
n Número de anos 
N Número de dias do mês 
R Receita (valor anual) 
C Custo manutenção 
A Taxa de juros a ser considerada 
FCN Fluxo de caixa do ano referência (rn- cn) 
 
27 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................... 13 
1.1 OBJETIVOS ................................................................................................... 14 
1.2 JUSTIFICATIVA ............................................................................................. 14 
1.3 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO .................................................................. 15 
2 REVISÃO DE LITERATURA ......................................................................... 16 
2.1 IRRADIAÇÃO SOLAR ................................................................................... 17 
2.2 FONTES DE ENERGIA E O EFEITO FOTOVOLTAICO ............................... 19 
2.2.1 Fontes não renováveis ................................................................................ 19 
2.2.2 Fontes renováveis ....................................................................................... 20 
2.3 TECNOLOGIAS FOTOVOLTAICAS ..............................................................21 
2.3.1 Tipos de Células .......................................................................................... 21 
2.3.2 Componentes de um sistema SFCR .......................................................... 23 
2.3.3 Sombreamento .............................................................................................. 26 
2.4 BULDING INTEGRATED PHOTOVOLTAICS (BIPV) ................................... 27 
2.5 BALANÇO DE CARBONO NOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS ................. 28 
3 METODOLOGIA ............................................................................................ 30 
3.1 ÁREA DE ESTUDO ....................................................................................... 32 
3.2 DADOS DA MEDIÇÃO DA IRRADIAÇÃO SOLAR ........................................ 39 
3.2.1 Dimensionamento do sistema nos meses de melhor irradiância ............ 41 
3.3 DESCRIÇÃO DO PROJETO DE COBERTURA FOTOVOLTAICA ............... 41 
3.3.1 Placas solares .............................................................................................. 41 
3.3.2 Inversores ..................................................................................................... 42 
3.3.3 Dimensionamento da Tipologia do gerador .............................................. 43 
3.4 PROJETO ARQUITETÔNICO ....................................................................... 44 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................... 46 
4.1 CUSTO DE AQUISIÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO ........................... 46 
4.2 ANÁLISE DE DADOS DO CONSUMO ENERGÉTICO DO ATERRO ........... 47 
4.3 GERAÇÃO FOTOVOLTAICA ESPERADA .................................................... 48 
4.3.1 Geração total ................................................................................................ 50 
4.3.2 Geração total com perdas ........................................................................... 50 
4.4 ANÁLISE ECONÔMICA E FINANCEIRA DO PROJETO .............................. 53 
4.4.1 Payback ......................................................................................................... 54 
28 
 
4.4.2 Valor Presente Líquido (VPL) ..................................................................... 56 
4.4.3 Rentabilidade ............................................................................................... 57 
4.4.4 Taxa Mínima de Atratividade (TMA) ........................................................... 57 
4.4.5 Taxa Interna de Retorno (TIR) ..................................................................... 60 
4.5 ANÁLISE ........................................................................................................ 62 
5 CONCLUSÕES ............................................................................................. 64 
 REFERÊNCIAS ............................................................................................. 66 
 ANEXO A – DATASHEET DOS MÓDULOS ................................................. 72 
 ANEXO B – DATASHEET DOS INVERSORES ........................................... 76 
13 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
A busca implacável por soluções sustentáveis, que causem o mínimo impacto 
ambiental de natureza negativa possível, tornou-seprioridade social, visto que o futuro 
depende de atitudes ambientalmente corretas, socialmente justas e economicamente 
viáveis, assim como da utilização eficiente dos recursos naturais, integrando novas soluções 
energéticas. Portanto, a Constituição Federal (CF) de 1988 preconiza que: 
“Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso 
comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao Poder Público 
e à coletividade o dever dedefendê-lo e preservá-lo para aspresentes e futuras 
gerações(BRASIL, 1988, art. 225)”. 
 
Segundo o Relatório Brundtland, elaborado pela Comissão Mundial deMeio Ambiente 
e Desenvolvimento (CMMAD) das Nações Unidas, desenvolver de forma sustentável é 
“suprir as necessidades da geração presente sem afetar a possibilidade das gerações 
futuras de suprir as suas” (UNITED NATIONS, 1987, sem paginação, tradução livre), e é 
com esta diretrizque se insere a energia solar fotovoltaica, uma forma de geração de 
energia capaz de suprir, com inúmeras vantagens, além de ser uma energia limpa e 
renovável. 
Esta concepção se tornou mais atrativa após a Agência Nacional de Energia Elétrica 
(ANEEL) estabelecer, na Resolução Normativa nº 482/2012, as condições gerais para o uso 
de minigeração e microgeração distribuídas aos sistemas de fornecimento e compensação 
de energia elétrica (AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, 2012).Assim, a 
captação da luz solar por meio de módulos fotovoltaicos vem se destacando em âmbito 
nacional, embora observemos que, mesmo considerando seu crescimento, ela ainda tem 
uma participação incipiente na matriz energética brasileira, que se caracteriza por 
fonteshidráulicas. 
A pesquisa busca contribuir com a disseminação da tecnologia fotovoltaica, cuja 
proposta é cobrir com painéis solares a área de estacionamento de um aterro sanitário, 
agregando conforto térmico aos usuários do local e possível economia, ao utilizar o 
potencial solar como fonte geradora de energia, além da redução de impactos no meio 
ambiente.Com isso, visa abordar a viabilidade econômica do projeto em estudo, buscando 
contribuir com proposta de inovação tecnológica para aqueles que tiverem interesse em 
verificar a possibilidade de instalação do sistema. 
 
 
 
 
14 
 
1.1 OBJETIVOS 
 
O objetivo geral do trabalho é: estudar o uso de um sistema fotovoltaico tipo SFCR 
(por inteiro), analisando a viabilidade econômica e sua contribuição ao meio ambiente. 
 
Para tanto, o trabalho tem os seguintes objetivos específicos: 
 Identificar o consumo diário de energia elétrica do empreendimento no período útil 
de geração fotovoltaica; 
 Quantificar painéis fotovoltaicos e inversores necessários para atender ao 
consumo diário de energia no período útil de geração fotovoltaica; 
 Analisar o custo-benefício que a implantação do sistema vai gerar para o usuário 
final. 
 
1.2 JUSTIFICATIVA 
 
Asperspectivas para a utilização de sistemas fotovoltaicos no Brasil são excelentes, 
aliadas aos benefícios que o sistema SFCR proposto irá propiciar, visto que em 
conformidade com um estudo realizado por Salamoni (2004),já identificavam-se os 
benefícios que o sistema fotovoltaico conectado á rede e integrado a edificação trazem ao 
meio ambiente. O correto dimensionamento e instalação de um sistema SFCR é de grande 
relevância para massificação desse tipo de geração no país, concomitante ao estado do 
Pará,que consiste em um estado em desenvolvimento, cujos recursos naturais não podem 
ser desperdiçados,reduzindo assimcustos econômicos vinculado à tarifa elétrica no 
respectivo aterro sanitário alvo da pesquisa,induzindo à modernização industrial na região 
metropolitana de Belém e enfatizando valores fundamentais de sustentabilidade. 
 
Para a realização da pesquisa utilizou-se osparâmetros de acordo com os adotados 
por Miranda (2014),considerando que payback não deve apresentar longos períodos, o VPL 
deve apresentar-se positivo e a Taxa Interna de Retorno (TIR) deve ser maior que a Taxa 
Mínima de Atratividade (TMA).O modelo computacional selecionado, SunData, possui como 
intuito simular cenários de índice de irradiação solar, afim de contribuir para um plano 
setorial de aproveitamento energético para o município de Marituba-Pa, visto que a mesma 
possui uma quantidade de sol abundante, que estimula o uso desse recurso. 
 
 
 
15 
 
1.3 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO 
 
A monografia está organizada em 5 capítulos: o capítulo 1 é o introdutório, em que o 
tema do trabalho é apresentado, assim como os objetivos geraise específicos e a 
justificativa,com a motivação da autora para desenvolver sua pesquisa. 
Já o capítulo 2 trata da revisão bibliográfica do tema, discorrendo sobre a irradiação 
solar, fontes de energia e o efeito fotovoltaico, fontes não renováveis e 
renováveis,tecnologias fotovoltaicas (tipos de células componentes de um sistema 
SFCR),sombreamento, BIPV (Bulding Integrated Photovoltaics)e o balanço de carbono nos 
sistemas fotovoltaicos. 
No capítulo 3, é apresentado o procedimento da metodologia, demonstrando as 
simulações energéticas com uso do software SunData, destacando os dados de irradiação 
solar, e um projeto arquitetônicopara a área de estudo. 
Posteriormente, o capítulo 4aborda a análise de dados do consumo energético do 
aterro, custo de aquisição do sistema fotovoltaico egeração fotovoltaica esperada, e 
concluifrisandoa análise econômica e financeira do projeto. 
Por fim, o capítulo 5revela as considerações finais, a viabilidade econômica da 
implantação do sistema SFCR, identificando como os procedimentos adotados no trabalho 
puderam atender aos objetivos propostos. Nos Apêndices A e B, são apresentadas a 
descrição dos datasheets dos painéis solares e inversores selecionados, para a realização 
do presente trabalho. 
 
16 
 
2 REVISÃO DE LITERATURA 
 
Mediante empreendimentos do Sistema Interligado Nacional (SIN)1 o Brasil possui um 
sistema gerador com capacidade instalada á 130.294 Gigawatt (GW), isso inclui a parcela 
de Itaipu vendida para o Paraguai. A figura 1 mostra a grande participação das fontes 
renováveis, principalmente da fonte hidráulica, onde apesar de pouco mais de 70% desta 
capacidade ser de hidrelétricas, sua colaboração na produção de energia elétrica é superior 
a 80% em média, havendo possibilidades de ser maior ou menor em função da 
disponibilidade do recurso (TOLMASQUIN, 2016). 
 
Figura 1 −Capacidade instalada pelo SIN no ano de 2014 
 
Fonte: Lima (2010, sem paginação). 
 
No Brasil, ainda existe um cenário pouco favorável às condições hidrológicas. Isso se 
torna evidente quando comparamos os níveis dos reservatórios de água referentes ao 
período de março de 2016 a 2017. Nas regiões Sudeste e Centro-Oeste, houve uma 
redução de 57,5% para 41,5%; no Nordeste, caiu de 34,2% para 21,8%; na região Sul, 
dopercentualde97,7%foipara46,1%;somentenaregiãoNorteregistra-seumpequeno aumento, 
de 56,10% para 63,7%. Com a queda nos níveis dos reservatórios, as usinas térmicas 
foram ativadas, caracterizando uma produção de energia mais poluente e mais cara 
(GLOBO,2017). 
 
 
1. 
¹“sistema que coordena e controla todo o sistema de produção e transmissão de energia elétrica do 
Brasil,. Todas as empresas que compõem o SIN são fiscalizadas pela Agência Nacional de Energia 
Elétrica (ANEEL) e pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), que são órgãos responsáveis pelo 
controle, regulação e fiscalização das operações relacionadas à geração, transmissão e comercialização 
de energia elétrica em território brasileiro” (TECNOGERA,2015). 
17 
 
 
Vinculado à crise hídrica mundial, observa-se a dificuldade em expandir o 
mercado na construção de novos empreendimentos hidrelétricos, mediante 
áreas de grandes restrições ambientais, com potenciais ainda não explorados. 
2.1IRRADIAÇÃO SOLAR 
 
De acordo com Rüther (2004), a cada dia, incide sobre a superfície da Terra 
mais energia vinda do sol do que a demanda das fontes energéticas produzidas pelo 
homem. A radiação eletromagnética emitida por essa estrela, para chegar à 
superfície terrestre,depende, além das condições climáticas gerais(nebulosidade, 
umidade relativa do ar, dentre outros), da sua geometria em relação à terra, além da 
posição no tempo, como dia do ano e horário do dia. 
Em termos anuais, a energia solar que incidesobre a superfícieda Terra chega 
a 1,5x1018 kWh/ano(SOLARGIS, 2013). Esse valor representa, significativamente, 
1% de todo o consumo energético doplaneta ao longo do ano. Esse fato explicita a 
dimensão do sol como fonte energética,mostrando a importância dessa respectiva 
fonte para geração de energia elétrica e térmica.A orientação solar é um dos fatores 
essenciais para a maior eficiência dos painéis fotovoltaicos. De acordo com 
Chivelete Solla (2010), essa eficiência pode variar, de acordo com o local do globo 
onde será realizada a instalação, assim como a orientação e inclinação em que os 
painéis serão posicionados. 
Tomando como base a literatura coletada e o softwareSunData,é 
possívelpredefinir as melhores orientações e inclinação para as decisões a serem 
tomadas pelo projetista.Dentre os movimentos que a Terra realiza, os mais 
conhecidos são o de rotação e o de translação (executa sua órbita em torno do Sol 
em aproximadamente 365 dias). A posição angular do Sol, ao meio dia solar, em 
relação ao plano do Equador (Norte positivo), é chamada de Inclinação Solar (δ). 
Esse ângulo, que pode ser visto na Figura 2, varia de acordo com o dia do ano 
(CENTRO DE REFERÊNCIA PARA ENERGIA SOLAR E EÓLICA SÉRGIO DE 
SALVO BRITO, 2006). 
 
18 
 
Figura 2 – Posiçãoda Terra e dos hemisférios durante a rotação em torno do Sol 
-23,45° ≤ δ ≤ 23,45° 
 
Fonte: Madeira (2010, sem paginação). 
 
Ao ser adicionada a quantidade total da radiação solar que incide na 
superfície terrestre durante o período de um ano, obtém-se a irradiação média global 
anual,geralmente,medida em kWh/m². ano.No Brasil, a radiação média anual varia 
entre 1.200 e 2.400kWh/m². ano, valores significativamente superioresaos da 
maioria dos países europeus, que giram em torno de 900 e 1.250kWh/m².ano, 
tornando o Brasil propício à massificação da energia fotovoltaica (GREENPRO, 
2004). 
 
Figura 3 –Distribuição da radiação solar 
 
Fonte: (GREENPRO, 2004). 
 
19 
 
Através do Solar and Wind Energy ResourceAssessment(SWERA),foi possível 
avaliar o“Atlas Brasileiro de Energia Solar”, que apresenta fontes de informações de 
irradiação na superfície da terra,obtidas a partir de modelos matemáticos, 
considerando uma série histórica (jul. 1995 a dez. 2005), além de dados e imagens 
de satélite geoestacionário, que, posteriormente são tratados por elementos 
coletados em estações de superfície (PEREIRA et al.,2006).A Figura 4 apresenta o 
grande potencial de aproveitamento de energia solar nacional. 
 
Figura 4 – Mapa da radiação solar global horizontal – Média anual – Brasil 
 
Fonte: Pereira et al., (2006) adaptado pela autora. 
 
2.2 FONTES DE ENERGIA E O EFEITO FOTOVOLTAICO 
 
A evolução da sociedade concomitante ao desenvolvimento tecnológicofez da 
energia elétrica a mantedora das várias atividades humanas. A dependência do 
homem a esse recurso é sentida na dimensão de suas necessidades. As fontes de 
energia são substâncias e meios que possibilitam a produção de energia útil, 
diretamente ou por transformação, podendo ser renováveis ou não renováveis. 
 
2.2.1 Fontes não renováveis 
 
São aquelas encontradas na natureza, em quantidades limitadas, e se 
extinguem com a sua utilização, comoo petróleo, o carvão mineral, o gás natural e o 
xisto betuminoso(MIRANDA, 2014). 
20 
 
2.2.2 Fontes renováveis 
 
Em contrapartida, as fontes renováveissão consideradas inesgotáveis, com 
disponibilidade garantidae menor impacto ambiental; são fontes renováveis: solar, 
hídrica, ventos, oceanos ebiomassa(MIRANDA, 2014). 
Dentre as formas de geração de energia citadas, a solar permite converter a 
luz do sol diretamente em energia elétrica, através do efeito fotovoltaico. A palavra 
“fotovoltaico” vem do gregophotos, que significa luz. A descoberta do fenômeno de 
conversão fotovoltaica remete ao século XIX, período no qual alguns estudiosos 
observaram fenômenos físicos que permitiam a conversão da luz em energia elétrica 
(ZILLES et al., 2012). 
Em 1839, o cientista francêsAlexandreEdmond Becquerel descobriu o efeito 
fotovoltaico, ao observar, em um experimento com uma célula eletrolítica (dois 
eletrodos metálicos dispostos em uma solução condutora), que a geração de 
eletricidade aumentava quando a célula era exposta à luz.A partir daí, foram 
estudados os comportamentos de diversos materiais expostos à luz, até que, no ano 
de 1954, Daryl Chapin, Calvin Fuller e Gerald Pearson desenvolveram a primeira 
célula fotovoltaica de silício, com eficiência de 6% e capaz de converter energia 
solar em eletricidade suficiente para alimentar alguns equipamentos elétricos 
(PINHO, 2008). 
De acordo com Nascimento (2014),“uma célula fotovoltaica não armazena 
energia elétrica, apenas mantém um fluxo de elétrons num circuito elétrico enquanto 
houver incidência de luz sobre ela. Este fenômeno é denominado Efeito 
Fotovoltaico”. 
O material utilizado nas células solares deve ser da maior pureza possível. 
Isto pode ser conseguido através de sucessivas etapas químicas. Até nos dias de 
hoje, os fabricantes de células solares têm obtido, em sua maioria, o material 
purificado através de restos da indústria eletrônica de semicondutores (MIRANDA, 
2014). 
O material mais usado na fabricação de células fotovoltaicas é o silício, que 
se constitui como o segundo elemento químico mais abundante na Terra. O silício é 
caracterizado por possuir quatro elétrons de ligação, permitindo a formação de redes 
cristalinas. 
Ao ser introduzido em uma parte átomos de boro, e em outro fósforo, é 
 
formadoa chamada junção pn. Elétrons livres do lado n passam ao lado p
encontram os buracos que os capturam; isto faz com que haja um acúmulo de 
elétrons no lado p, gerando uma carga negativa e uma redução de elétrons do lado 
n, que o torna eletricamente positivo.Es
campo elétrico (WENDLING, 2011)
Para o caso de ocorrer 
diferente de zero, as cargas serão aceleradas, gerando assim, uma corrente ao 
longo da junção, e consequente diferença de potencial
como Efeito Fotoelétrico. Se as duas extremidades do silício forem conectadas por 
um fio, haverá, dessa forma
funcionamento das células 
ENERGIA SOLAR E EÓLICA SÉRGIO DE SALVO BRITO
exemplificado na Figura 
 
Figura 5 
Fonte: http://www.electronicsandyou.com/
 
2.3 TECNOLOGIAS FOTOVOLTAICAS
 
2.3.1 Tipos de Células 
 
Atualmente, o mercado disponibiliza
são aplicadas na produção de células e módulos fotovoltaicos, sendo a primeira 
dividida em duas cadeias produtivas: silício monocristalino (m
policristalino (p-Si), que 
mundial, por ser uma tecnologia consolidada, confiável e ter a maior eficiência 
formadoa chamada junção pn. Elétrons livres do lado n passam ao lado p
encontram os buracos que os capturam; isto faz com que haja um acúmulo de 
elétrons no lado p, gerando uma carga negativa e uma redução de elétrons do lado 
n, que o torna eletricamente positivo.Essas cargas aprisionadas dão origem a um 
LING, 2011). 
Para o caso de ocorrer incidência de fótons na região onde o campo elétrico é 
diferente de zero, as cargas serão aceleradas, gerando assim, uma corrente ao 
longo da junção, e consequente diferença de potencial (DDP)
Fotoelétrico. Se as duas extremidades do silício forem conectadas por 
dessa forma, circulação de elétrons, formando a base do 
funcionamento das células fotovoltaicas (CENTRO DE REFERÊNCIA PARA 
ENERGIA SOLAR E EÓLICA SÉRGIO DE SALVO BRITO
gura 5: 
 –Corte transversal de uma célula fotovoltaica
http://www.electronicsandyou.com/. 
2.3 TECNOLOGIAS FOTOVOLTAICAS 
 
Atualmente, o mercado disponibiliza gerações de tecnologia
aplicadas na produção de células e módulos fotovoltaicos, sendo a primeira 
dividida em duas cadeias produtivas: silício monocristalino (m
Si), que representam, no mercado, cerca de 85% da produção 
l, por ser uma tecnologia consolidada, confiável e ter a maior eficiência 
21 
formadoa chamada junção pn. Elétrons livres do lado n passam ao lado p, onde 
encontram os buracos que os capturam; isto faz com que haja um acúmulo de 
elétrons no lado p, gerando uma carga negativa e uma redução de elétrons do lado 
as cargas aprisionadas dão origem a um 
de fótons na região onde o campo elétrico é 
diferente de zero, as cargas serão aceleradas, gerando assim, uma corrente ao 
(DDP), que conhecemos 
Fotoelétrico. Se as duas extremidades do silício forem conectadas por 
circulação de elétrons, formando a base do 
CENTRO DE REFERÊNCIA PARA 
ENERGIA SOLAR E EÓLICA SÉRGIO DE SALVO BRITO, 2006), o que é 
Corte transversal de uma célula fotovoltaica 
 
gerações de tecnologias diferentes que 
aplicadas na produção de células e módulos fotovoltaicos, sendo a primeira 
dividida em duas cadeias produtivas: silício monocristalino (m-Si) e silício 
no mercado, cerca de 85% da produção 
l, por ser uma tecnologia consolidada, confiável e ter a maior eficiência 
22 
 
comercial entre as demais tecnologias (COMPANHIA ENERGÉTICA DE MINAS 
GERAIS, 2012). 
Segundo Rüther (2004), a eficiência do módulo fotovoltaico p-Si é menor que 
a do silício monocristalino, mesmo sendo fabricados pelo mesmo material. Visto, 
pois, ao invés de ser formado por um único cristal, é fundido e solidificado, 
resultando em um bloco com grandes quantidades de grãos ou cristais, 
concentrando maior número de defeitos, justificando o custo mais baixo quando 
comparados às células monocristalinas. 
 As três possibilidades de painéis para a tecnologia c-Sisãomostrados abaixo. 
 
Figura 6 – Tiposde encapsulamento para estruturas cristalinas 
 
 (a) (b) (c) 
(a)Silício monocristalino; 
(b) Silício policristalino; 
(c) Silício monocristalino com encapsulamento vidro-vidro. 
Fonte: PORTAL SOLAR(2017). 
 
A segunda geração, denominada comercialmente de filmes finos, trabalha 
com três cadeias produtivas: silício amorfo (a-Si), disseleneto de cobre, índio e gálio 
(CIGS) e telureto de cádmio (CdTe). Esta geração possui menor eficiência que a 
primeira e possui dificuldades associadas à disponibilidade dos materiais, vida útil e 
toxidade, no caso do cádmio. Exemplos dessas células são mostradas na Figura7. 
 
 
 
 
 
 
23 
 
Figura 7 –Célulascoloridas de c-Si 
 
Fonte: RENESOLA (2014). 
 
A terceira geração, ainda em fase de pesquisa e desenvolvimento, testes e 
produção em pequena escala, é dividida em três cadeias produtivas: célula 
fotovoltaica multijunção, células sensibilizadas por Corante (Dye-Sensitized Solar 
Cell – DSSC) e células orgânicas ou poliméricas (OrganicPhotovoltaics – OPV). A 
tecnologia OPV demonstrou ter um potencial para produção de módulos com alta 
eficiência, porém, o preço ainda não é competitivo com as tecnologias que dominam 
o mercado (PINHO; GALDINO, 2014). 
 
Figura 8 – Células de terceira geração 
 
 (a) (b) (c) 
(a) Célula de Multijunção; 
(b)Células sensibilizadas por Corante; 
(c) Célula Orgânica ou polimérica. 
Fonte: CSEM BRASIL (2015). 
 
2.3.2Componentes de umsistema SFCR 
 
Os Sistemas ligados à rede (ON GRID), também chamados de SFCR, 
operam com conexão à rede elétrica pública, ou seja, aenergia elétrica, 
nãonecessitamdeelementoarmazenador. Na falta da rede elétrica (desligamento 
24 
 
para manutenção ou falha) os SFCR se desconectam automaticamente da rede, 
deixando de fornecer energia. Os módulos podem ser organizados em série, 
paralelo e misto. Para os arranjos em série, denomina-se o conjunto como fileira ou 
string, podendo essas fileiras ser ligadas em outras em paralelo, dando origem à 
ligação mista (MIRANDA, 2014). 
 
De forma sucinta, o painel fotovoltaico irá gerar energia elétrica em corrente 
contínua e, com a ajuda do inversor, irá convertê-la para corrente alternada, que é 
injetada na rede de energia elétrica. Tal conversão se dá pela utilização do inversor 
de frequência, que realiza a interface entre o painele a rede elétrica (PEREIRA; 
OLIVEIRA, 2013). 
 
Figura 9 – Esquema de um sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica 
 
Fonte: autora, 2017. 
 
No tangente à parte elétrica, os principais equipamentos que compõem um 
sistema fotovoltaico conectado à rede estão resumidos na Figura 10. A figura 11 
descreve partes constituintes de um módulo fotovoltaico. 
 
 
 
 
 
 
Figura 10 – Principais componentes
Fonte: Lisboa (2010) 
Figura 11 –
Fonte: Lisboa (2010) 
 
Quanto à instalação de sistemas fotovoltaicos no Brasil, pode ser consultada 
a Resolução n° 482/2012, pub
687/2015, que regulamenta a conexão de sistemas de micro e minigeração 
distribuída (AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, 2012
Alémdessas, algumas normas podem ser consultadas durante a concepção do
projeto, as quais são listadas abaixo
 
 
 
 
rincipais componentes de um sistema fotovoltaico conectado à 
– Partes constituintes de um módulo fotovoltaico
instalação de sistemas fotovoltaicos no Brasil, pode ser consultada 
2012, publicada pela ANEEL, e atualizada pela 
, que regulamenta a conexão de sistemas de micro e minigeração 
AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, 2012
, algumas normas podem ser consultadas durante a concepção do
listadas abaixo. 
25 
de um sistema fotovoltaico conectado à rede 
 
Partes constituintes de um módulo fotovoltaico 
 
instalação de sistemas fotovoltaicos no Brasil, pode ser consultada 
atualizada pela Resolução n° 
, que regulamenta a conexão de sistemas de micro e minigeração 
AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, 2012, 2015). 
, algumas normas podem ser consultadas durante a concepção do 
26 
 
 
Tabela 1 – Normas da ABNT relacionadas ao SFCR 
NÚMERO TÍTULO 
NBR 11704:2008 Sistemas fotovoltaicos – Classificação 
NBR IEC62116:2012 Procedimento de ensaio de anti-ilhamento para inversores 
de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica 
NBR 10899:2013 Energia solar fotovoltaica – Terminologia 
NBR 16149:2013 Sistemas fotovoltaicos (FV) – Características da interface 
de conexão com a rede elétrica de distribuição 
NBR 16150:2013 Sistemas fotovoltaicos (FV) – Características da interface 
de conexão com a rede elétrica de distribuição – 
Procedimento de ensaio de conformidade 
NBR 16274:2014 Sistemas fotovoltaicos conectados à rede – Requisitos 
mínimos para documentação, ensaios de 
comissionamento, inspeção e avaliação de desempenho. 
Fonte: adaptadode Blasques (2015) 
 
Por fim, frisa-se que no momento da inserção de um SFCR, é necessário 
avaliar as grandezas elétricas dos módulos como tensão de circuito aberto (Voc), 
tensão de máxima potência (VMP), corrente de curto circuito (ISC) e corrente de 
máxima potência (IMP). Asligações serie e paralelo dos módulos fotovoltaicos devem 
ser feitas de modo a não exceder os limites de entrada do inversor de frequência. 
Deve-se, ainda, levar em conta os efeitos da temperatura ambiente nos cálculos de 
dimensionamento(BLASQUES, 2015). 
 
2.3.3Sombreamento 
 
O projetista deve avaliar o sombreamento na envoltória do local a ser 
instalado o painel, gerado pelo entorno e por elementos que possam afetar o 
desempenho de painéis. Este sombreamento pode ser causado pelo entorno 
construído (prédios, postes, torres etc.), pelo entorno natural (árvores, relevo etc.) 
epelo próprio edifício (chaminés, caixas d’água etc.), ou outros dispositivos da 
própria estrutura de suporte dos módulos (MELO, 2012). 
27 
 
De acordo com Tenente (2010), o sombreamento pode ser observado de três 
maneiras: o sombreamento temporário (causado por sujeiras, folhas ou qualquer 
material particularmente depositado na superfície), o sombreamento produzido em 
consequência da localização (prédios vizinhos e entorno imediato) e o 
sombreamento produzido pelo próprio edifício (antenas, torres de caixa d’água, etc.). 
 
2.4 BULDING INTEGRATED PHOTOVOLTAICS (BIPV) 
 
Partindo de um olhar arquitetônico, os Sistemas FotovoltaicosConectados à 
Rede (SFCR) e integrados à edificação, devem ser classificados em: 
 Sistemas Fotovoltaicos Aplicados à Edificação 
(BuildingAppliedPhotovoltaics – BAPV); 
 Sistemas Fotovoltaicos Integrados à Edificação 
(BuildingIntegratePhotovoltaics – BIPV). 
 
Atualmente, no Brasil, o maior número de aplicações Fotovoltaicas, encontra-
se vinculada a aplicação a um BAPV. Geralmente,eles são postos sobre estruturas 
já construídas, com maneiras diferentes ou não de orientação e inclinação, 
sobrepõem-se a cobertura de edificações através de um suporte, que determina a 
inclinação e a orientação dos módulos, não sendo arquitetonicamente integrado à 
estrutura do edifício, tomando a forma de um materialconstrutivo. 
Em aplicações do tipo BIPV, o aparato gerador de eletricidade entra como 
substituto das matérias de construção convencionais, sendo visto como material de 
vedação de coberturas e de fachadas, dentre outros (JELLE et al., 2012). Eles unem 
a geração de energia através de uma fonte renovável de produção a uma 
configuração arquitetônica totalmente integrada e menos impactante ao meio 
ambiente. De modo geral,ressalta-se que tanto aplicações do tipo BAPV quanto 
BIPV objetivam, principalmente, a geração de eletricidade através da capitação da 
luz do sol; o que os diferencia, é o nível de integração dos sistemas nas edificações 
(PENG et al., 2011). 
De acordo com Thomas (1999), para a sua melhor eficiência, o BIPV deverá 
cumprir os seguintes requisitos: 
a) Os módulos precisam receber a maior irradiação solar possível; 
b) Requer um projeto elétrico específico para a instalaçãoFV; 
28 
 
c) Necessitará de inversores e capacitores, a instalação deve ser visível e 
esteticamenteagradável. 
A Figura 12 mostra uma aplicação fotovoltaica do tipo BIPV,em Florianópolis 
(SC), em uma usina de energia solar fotovoltaica(até o momento é amaior da 
América Latina integrado a um edifício). 
 
Figura 12 −BIPV instalado sobre a cobertura e 
estacionamentosem uma usina fotovoltaica em Santa Catarina 
 
Fonte: Portal Solar (2017). 
 
Com potência instalada de 1 megawatt-pico (MWp), a Usina Megawatt Solar 
encontra-se preparada paraproduzir aproximadamente 1,2 gigawatts-hora (GWh) de 
energia solar por ano, suficiente para atender cerca de 540 residências em 
Florianópolis. Essa capacidade de geração vem das 4,2 mil placas fotovoltaicasque 
estão instaladas nas coberturas do edifício-sede e estacionamento, totalizando uma 
área de 8,3 mil m². 
 
2.5 BALANÇO DE CARBONO NOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS 
 
Mediante a crescente conscientização sobre as consequências vinculadas 
aos impactos ambientais que o lançamento doGases do Efeito Estufa (GEE) 
ocasionam para a sociedade, despertou atençãonas organizaçõesmundiais a 
preocupação com as futuras fontes de energia, desencadeando os países a 
investirem emrecursos para avaliar e monitoraro quanto é emitido durante a 
produção dos bens e serviços relacionados a processos produtivos, e que os 
mesmos sejam compatíveis com os limites estabelecidos pela ResoluçãoConama. 
29 
 
Todo e qualquer sistema de energia renovável contribui para a mudança 
climática e isso se dá pelo fato de os mesmos usarem fontes de energia que emitem 
os GEE, principalmente o CO2, durante a sua fabricação e operação, o que vai de 
encontro com a ideia de que esses sistemas não emitem nada, ou seja, são fontes 
totalmente limpas (VARUN; BHAT; PRAKASH, 2009). 
Portanto, é expectável que a tecnologia solarfotovoltaicase torne a primordial 
tecnologia, afim de que possam ser solucionados os problemas energéticos e 
ambientais do planeta Terra, visto quea mesma não emite poluentes, gases do efeito 
estufa, não usa combustíveis fósseis para produzir energia elétrica. 
 
 
3 METODOLOGIA 
 
A metodologia utilizada para a realização deste trabalho compreendeuas 
etapas apresentadas na Figura 13
trabalhos executados até atingir o objetivo geral do trabalho, que é 
um sistema fotovoltaico tipo SFCR (por inteiro)
e sua contribuição ao meio ambiente.
 
Fonte: elaborado pela autora
 
O desenvolvimento da metodologia do tr
trêsgrandes etapas: 
 O levantamento bibliográfico (1º Etapa)
 Coleta de dados (2º Etapa)
 Tratamento e análise dos dados (3º Etapa)
O levantamento bibliográfico foi el
revisão bibliográfica, e também nos resultados, servindo de apoio às etapas
1º ETAPA
LEVANTAMENTO 
BIBLIOGRÁFICO
- Identificação e 
caracterização de 
diferentes tipologias 
de tecnologias 
fotovoltaicas, BIPV, Bal
anço de carbono.
A metodologia utilizada para a realização deste trabalho compreendeu as 
etapas apresentadas na Figura 13. O fluxograma apresenta a sequência de 
rabalhos executados até atingir o objetivo geral do trabalho, que é 
um sistema fotovoltaico tipo SFCR (por inteiro), analisando a viabilidade econômica 
e sua contribuição ao meio ambiente. 
Figura 13 – Etapas da pesquisa 
 
 
ado pela autora, 2017. 
O desenvolvimento da metodologia do trabalho pode ser dividido em 
O levantamento bibliográfico (1º Etapa) 
Coleta de dados (2º Etapa) 
Tratamento e análise dos dados (3º Etapa) 
O levantamento bibliográfico foi elaborado,primeiramente, sendo apresentado
e também nos resultados, servindo de apoio às etapas
MONOGRAFIA
1º ETAPA
LEVANTAMENTO 
BIBLIOGRÁFICO
-Complementação da 
análise.
2º ETAPA
COLETA DE DADOS 
- Levantamento de dados
e georreferenciamento
da área.
- levantamento de dados
de irradiação solar .
30 
A metodologia utilizada para a realização deste trabalho compreendeu as 
. O fluxograma apresenta a sequência de 
rabalhos executados até atingir o objetivo geral do trabalho, que é estudar o uso de 
analisando a viabilidade econômica 
 
abalho pode ser dividido em 
primeiramente, sendo apresentado na 
e também nos resultados, servindo de apoio às etapas de 
3º ETAPA
TRATAMENTO E
ANÁLISE DOS DADOS
-Escolha do melhor ângulo
de inclinação e escolha de
painéis solares
conjuntamente a inversores.
- Elaboração de um projeto
arquitetõnico
31 
 
coleta, tratamento e análise dos dados, sobre os assuntos pertinentes ao tema que 
serviram de base para o desenvolvimento do trabalho. 
 
A revisão bibliográfica, já apresentada neste trabalho, demonstra questões 
teóricas e práticas sobre a tecnologia fotovoltaica com foco no BIPV. Esta parte trata 
das questões de funcionamento e utilização da tecnologia fotovoltaica, bem como do 
mercado atual e projeções futuras da tecnologia, visando situar o tema do trabalho e 
ressaltar os desafios presentes na tecnologia em que este trabalho poderá vir a 
contribuir. 
A revisão ainda contou com uma etapa específica sobre o balanço de carbono 
em sistemas fotovoltaicos, que vêm sendo apontados como uma das soluções para 
os problemas energéticos e ambientais do mundo. 
A segunda etapa do trabalho foi a coleta de dados,incluindo 
georreferenciamento da área em estudo, visto que os mesmos encontram-se 
disponívelna Secretaria Estadual de Meio Ambiente e Sustentabilidade (SEMAS) do 
Pará e, também, foram cedidospelo grupo SolvíRevita.A complementação das 
análises está vinculada à realização do levantamento da coleta do banco de dados 
do software livre SunData, 
 
A terceira etapa foi o tratamento dos dados considerando o melhor ângulo 
de inclinação para a cidade escolhida, Marituba (PA) conforme Villalva e Gazoli 
(2012), e a escolha do painel com inversor idealcom dados retirados da planilha de 
custos da Elektsolar Innovations.Foi elaborado um projeto arquitetônico de um 
estacionamento padrão (2,5m x 5 m), no total de 603,72 m², coberto com placas 
fotovoltaicas, comparando o cenário atual do aterro e o cenário futuro do mesmo. 
 
A análise dos dados de alguns princípios da composição arquitetônica 
destacou as características que os módulos fotovoltaicos transmitem à edificação, a 
partir da relação deles com os outros materiais construtivos.Por fim, demonstrou-se 
aviabilidadeeconômicado projeto, baseada nos parâmetros adotados por Miranda 
(2014). 
 
 
32 
 
3.1 ÁREA DE ESTUDO 
 
O aterro sanitárioem questão é um empreendimento particular, constituído por 
instalações de apoio, para recebimento e destinação final de resíduos sólidos 
urbanos, sob as coordenadas geográficas DATUM: SAD69 – W: 48h20min: 31,00 –
S01:21: 19; 00, com uma área total de328.900 m² (AMPLA MEIO AMBIENTE, 2011). 
A área da Guamá Tratamento de Resíduos Central de Processamento e 
Tratamento de Resíduos –CPTRClasse IIA, conforme classificação da ABNT NBR 
10004/2004, e está localizada na parte sul da área urbana do município de 
Marituba,estado do Pará, região Norte do país, localizado na Região Metropolitana 
de Belém (RME), a cerca de 11 km da capital.Ocupa uma área de 103,279 km², 
tendo a menor área total dentre os municípios paraenses. 
 
Segundo dados doInstituto Brasileiro de Geografia eEstatística(2016), sua 
população foi estimada em 125.435 habitantes, sendo o nono maior município do 
Pará, ocupando a décima terceira posição entre as cidades do estado. Seus 
principaisbairros consistem em Bairro Novo, Beija-Flor / Nova Marituba / Jardim 
Imperial, Boa Vista / Mirinzal, Centro, Che Guevara / Almir Gabriel, Decouville, Dom 
Aristides, Nova União / São Francisco / Bela Vista, Uriboca. 
 
O acesso à área do empreendimento, a partir de Belém, é feito pela Rodovia 
BR 316, seguindo pela Alça Viária por uma distância aproximada de 4 km e, daí, por 
acesso em estrada de terra por, aproximadamente, 600 m até o limite com a 
Fazenda Guamá, conhecida como “Fazenda Pirelli”. AFigura 14 ressalta a 
localização do aterro sanitário. 
 
33 
 
Figura 14 – Mapade localização da Guamá Tratamento de Resíduos 
 
 
Fonte: GRUPO SOLVÍ (2011). 
 
 
Figura 15 – M
Fonte: Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Suste
 
 
Mapa da Central de Processamento e Tratamento de resíduos
Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Sustentabilidade (2017). 
34 
Central de Processamento e Tratamento de resíduos 
 
35 
 
Figura 16 – Tratamentode Chorume presente na lagoa adicional 
 
Fonte: Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Sustentabilidade (2017) 
 
A figura acima retrata a ocorrência de tratamento de grande quantidadede chorume 
presente na lagoa adicional 02, proveniente da disposição de resíduos. 
 
Figura 17 – Atual frente de serviço 
 
Fonte: Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Sustentabilidade (2017) 
 
A figura 17 ressalta aAtual frente de serviço da etapa 2A2 e 2A3 do dia 21/11/2017. 
 
 
 
36 
 
Figura 18 – Base de concreto para nova estação de tratamento de chorume 
 
Fonte: Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Sustentabilidade (2017) 
 
A figura 18 explana a Base de concreto para receber nova estação de tratamento de 
chorume (MBR) 
Figura 19 – Implantação de dreno sub - superficial de água pluvial 
 
Fonte: Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Sustentabilidade (2017) 
 
 A figura 19 acima trata-se de da Implantação de dreno sub-superficial de água 
pluvial na etapa 3A. 
 
 
37 
 
Figura 20 – Continuidade da cobertura do aterro com solo 
 
Fonte: Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Sustentabilidade (2017) 
 
 A figura 20concerne a Continuidade da cobertura do aterro com solo, na atual frente 
de serviço ocorrido no dia 23/11/2017. 
 
Figura 21 – Material reciclável acondicionado para transporte proveniente da usina 
de triagem 
 
Fonte: Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Sustentabilidade (2017) 
 
A figura acima trata-se de Material reciclável acondicionado para transporte 
proveniente da usina de triagem 
 
 
 
38 
 
Figura 22– Lagoa de permeado tratado 
 
Fonte: Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Sustentabilidade (2017) 
 
A figura 22 acima retrata uma lagoa de permeado tratado localizado na Guamá 
Tratamento de resíduos – CPTR Marituba. 
 
Figura 23 – Continuidade na cobertura do maciço com manta PEBD 
 
Fonte: Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Sustentabilidade (2017) 
 
A CPTR Marituba realizou umaobra de impermeabilização com manta visto 
que aproteção foi aplicada na chamada Etapa 1, na extensão queestá previsto a não 
ocorrência de disposição de resíduos, visto que toda material Classe IIA depositado 
e compactado e coberto com solo para, na sequência, receber a cobertura com 
39 
 
manta PEBD (polietileno de baixa densidade), considerando que o uso da manta de 
cobertura é uma medida regular na gestão de aterros, sendo utilizada para cobrir as 
áreas que armazenam resíduos já cobertos com solo. O material garante a 
impermeabilização dos resíduos compactados e evita que eles tenham contato com 
a água da chuva, reduzindoa geração de chorume dentro do empreendimento 
conjuntamente aosistema de drenagem que complementa o sistema de tratamento 
dos resíduos sólidos. 
O grupo responsável pelo aterro sanitário tem a intenção de utilizar o sistema 
fotovoltaico proposto para trazer um marketing de sustentabilidade à empresa frente 
aos seus clientes e reduzir o consumo de energia do mesmo.O sistema SFCR que 
será dimensionado para este projeto constituirá, parciamente, o valor de 50% da 
demanda energética do aterro, pois, além do impacto positivo que será causado no 
meio ambiente, a utilização do sistema fotovoltaico pode levar a uma economia de 
quase metade do custo operacional da área do empreendimento. Entretanto, seria 
inviável utilizar o Sistema SFCRtotal, devidoaos custos e quantidade de irradiação 
perante algunsmeses do ano, que satisfaz à demanda requerida no aterro. 
 
3.2 DADOS DA MEDIÇÃO DA IRRADIAÇÃO SOLAR 
 
Para realizar a medição foi utilizada a plataforma SunData, desenvolvida pelo 
Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio Brito (CRESESB), como 
ferramenta de suporte ao dimensionamento de sistemas FV. Para obter o resultado, 
foi necessário inserir as informações sobre as coordenadas geográficas da cidade 
de Belém (visto que não existem dados disponíveis para a cidade de Marituba no 
banco de dados do SunData), gerandoo relatório de onde foram extraídos os dados 
que se encontram dispostos na Tabela 2. 
 
Os dados relativos à área de Belém foram adquiridos por meio do 
programa SunDatae permitiramobter informações arespeito irradiação solar no 
plano horizontal e para o ângulo igual à latitude local e acesso amaior e menor 
médias anuaise mensais. Dentre os dados fornecidos,foi selecionado a 
irradiação no ângulo igual àlatitude local (Tabela7). 
 
40 
 
Os maiores índices totais de irradiação Inclinação 1° n ângulo igual à latitude 
que chegam à superfície ocorrem nos meses de agosto, setembro, outubro e 
novembro, sendo que os mínimos são nos meses de dezembro a fevereiro.Essa 
distribuição é controlada pela nebulosidade associada ao padrão espacial e temporal 
das chuvas na região. 
 
A flutuação anual na radiação solar, na temperatura do ar e na umidade 
atmosférica está associada ao ciclo anual das chuvas. Por ocasião do período mais 
chuvoso, ocorre redução na temperatura do ar, da radiação solar global e o aumento 
da umidade do ar. O oposto ocorre por ocasião do período estiagem. 
 
Tabela 2 –Irradiaçãosolar diária média mensal (kWh/m². dia),para coordenada UTM 
1,4° Latitude Sul e 48,504444° Longitude Oeste. 
Mês 
Inclinação 0° n 
plano horizontal 
Inclinação 1° n 
ângulo igual á 
latitude 
Maior média 
anual inclinação 
3°n 
Maior mínimo 
mensal inclinação 
2°n 
Janeiro 4,33 4,30 4,25 4,28 
Fevereiro 4,17 4,16 4,13 4,14 
Março 4,17 4,17 4,16 4,16 
Abril 4,11 4,12 4,14 4,13 
Maio 4,89 4,92 4,98 4,95 
Junho 5,06 5,10 5,18 5,14 
Julho 5,67 5,71 5,80 5,76 
Agosto 6,03 6,06 6,11 6,09 
Setembro 5,58 5,58 5,59 5,59 
Outubro 5,89 5,87 5,83 5,85 
Novembro 5,61 5,58 5,50 5,54 
Dezembro 5,11 5,07 5,00 5,03 
Fonte: Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito (2016). 
 
 
 
 
 
 
 
41 
 
Gráfico 1 – Irradiação solar 
 
 
Fonte: elaborado pela autora,2017. 
 
 
3.2.1 Dimensionamento do sistema nos meses de melhorirradiância 
 
Foi prevista a colocação do gerador fotovoltaico em área predeterminada, 
dispondo-o distante de objetos que pudessem gerar sombreamento, principalmente, 
nos meses considerados de melhor irradiância definidos pelo SunData. 
 
3.3 DESCRIÇÃO DO PROJETO DE COBERTURA FOTOVOLTAICA 
 
3.3.1Placas solares 
 
As placas solares foram selecionadaspor meio de simulação feita pela 
Elektsolar Innovations(https://elektsolar.com. br), através de planilhas de cálculosque 
realizam simulações energéticas de economia de energia e sugestões de modelos 
de conjuntos fotovoltaicos. As características dos módulos escolhidos para compor o 
sistema foram extraídas do manual do fabricante (Anexo A). A marca desse aparato 
é aCSUN, modeloCSUN260-60Ppolicristalino, de potência nominal de 260 Wp. Cada 
placa terá a dimensão de 1654x998x6mm, com 60 células, protegidas por uma 
tampa frontal de 2,5 mm de vidro temperado, moldura em liga de alumínio 
0
1
2
3
4
5
6
7
Ja
ne
iro
M
ar
ço
M
ai
o
Ju
llh
o
Se
te
m
br
o
N
ov
em
br
o
KW
h/
m
².d
ia
Meses do ano 
IRRADIAÇÃO SOLAR DIÁRIA 
MÉDIA MENSAL
Inclinação 0° N 
plano Horizontal
Inclinação 1° N 
ângulo igual a 
latitude
Maior média 
anual inclinação 3°
N
Maior mínimo 
Mensal inclinação 
2°N
42 
 
anodizado, chegando a pesar 24,7Kg, utilizando um espaço de 603,72 m², 
atendendo a uma demanda de eletricidade de potência de 75,46 kWp, tensão 
127/220V (Tabela 3). 
Tabela 3 – Definição do módulo fotovoltaico 
Caracteristicas do Módulo desejado – CSUN 260-60P-DG 
Potência nominal Pmpp Wp 260 
Tensão do ponto de máxima potência Vmpp V 28,1 
Corrente do ponto de máxima potência Impp A 6,82 
Tensão de circuito aberto Voc V 34,9 
Corrente de curto circuito Isc A 7,2 
Comprimento L M 1654 
Largura b M 988,000 
Nominal Operation cell temperature NOCT ºC 20 
Temperature coefficient of Pmax γ %/ºC -0,41 
Temperature coefficient of Voc β %/ºC -0,32 
Temperature coefficient of Vmpp β %/ºC -0,31 
Temperature coefficient of Isc α %/ºC 0,053 
Fonte: Elektsolar Innovations, 2017. 
 
3.3.2Inversores 
Os inversores escolhidos também foram extraídosda Elektsolar 
Innovations,através de planilhas de cálculos. Ressalta-se que os mesmos serão da 
fabricante Austríaca Fronius, modelo FRONIUS PRIMO, que é um inversor 
comunicativo para gerenciamento de energia otimizada.As informações foram 
retiradas do AnexoB e transferidas para a planilha. 
 
Tabela 4 – Definição do inversor fotovoltaico 
Características do Inversor desejado 
Número de Fases 3 Mppt 
Entrada – CC A B 
Potência de entrada máx. DC power Pccmax W 12000 12000 
Tensão de entrada máx. Vccmax V 1000 1000 
Faixa de tensão do seguidor - MAX mpp Vmpp V 800 800 
Tensão nominal Vmpp V 710 710 
Faixa de tensão do seguidor - MIN mpp Vmpp V 800 800 
Corrente máxima do MPPT Impp A 12 12 
Corrente de curto circuito máx. Iccmax A 18 18 
Numero de entradas DC (Strings) Unid 2 2 
43 
 
Saída – CA 
Potência de saída nominal Pca W 230 
Tensão de saída nominal Vca V 3500 
Corrente de saída máx. Icamax A 16 
Fonte: Elektsolar Innovations, 2017. 
 
3.3.3Dimensionamento da tipologia do gerador 
 
Após a inserção dos dados requeridos automaticamente, a planilha da 
Elektsolar Innovations gera a quantidade de placas e inversores necessários para 
atender à demanda do sistema, conforme Tabela 5.Tabela 5 – Características da tipologia do gerador fotovoltaico 
Características daGerador Fotovoltaico 
Número de Módulos do KIT 296 
Número de Inversores do KIT 8 
Número de Módulos por Inversor 37 
Fonte: Elektsolar Innovations, 2017. 
 
Após esta etapa, foi verificado a compatibilidade do arranjo Fv com o inversor, 
conforme Tabela 6. 
 
Tabela 6 – Compatibilidade do arranjo Fotovoltaico com o inversor 
Compatibilidade da Painel solar com inversor 
Fator de Dimensionamento do Inversor - FDI 120% 
MAX. de módulos por inversor (FDI) 1,06 1 
Temperaturas Limites (Min. ; Max.)- °C -5 95 
MAX. de módulos em série (Voc) 26,53 26,00 
MAX. de módulos em série (Vmpp) 26,42 26 
MIN. de módulos em série (Vmpp) 37,09 38 
MAX. de séries por Mppt (Impp) 1,69 1 
MAX. de séries por Mppt (Icc) 2,40 2 
Quantidade de Modulos IDEAL por serie 28,84 29 
Conferir características do arranjo fotovoltaico com as do Inversor 
Temperatura de Simulação °C 60 
Seguidor de maxima potencia Mppt A B 
Número de módulos em série 16 16 
Número de séries 1 1 
44 
 
Potência do painel - Pfv,painel W 3477,8 3477,8 
Tensão de circuito aberto do painel - Uoc, 
painel. 
V 486,9 486,9 
Tensão nominal do painel - Vmpp, painel V 393,8 393,8 
Corrente nominal do painel - Impp, painel. A 6,96 6,96 
Corrente de curto circuito do painel - Icc, 
painel. 
A 7,35 7,35 
Caracteristicas do Arranjo Fotovoltaico Dimensionado / Inversor 
Seguidor de máxima potencia Mppt A B 
Potência Instalada kWp 4,16 4,16 
Área necessária para implantação do Arranjo m² 603,72 603,72 
Geração anual estimada kWh 6.178,29 6.178,29 
Fonte: Elektsolar Innovations, 2017. 
 
Todos os geradores serão compostos por módulos fotovoltaicos de 
mesmo fabricante e modelo, assim como os inversores,afim de evitar a 
possibilidade de incompatibilidade na operação do sistema. Cada grupo gerador 
constituirá a ligação demódulos fotovoltaicos de 3477,8 wa 08 inversores de 
4,16kWp cada,sendo a cada 37 módulos 1 inversor. 
 
3.4PROJETO ARQUITETÔNICO 
 
Tomando por base os critérios adotados por Villava e Gazoli (2012), dispostos 
na Tabela 7, foi possível descrever o ângulo de inclinação ideal para os painéis 
solares.No caso de Belém, por estar posicionada na latitude de 1,4° Latitude Sul e 
48, 504444°Longitude Oeste (coordenada UTM), adotou-se o ângulo de 0º a 10° de 
latitude local. 
Tabela 7– Ângulode inclinação recomendado 
Latitude Local Ângulo de InclinaçãoRecomendado 
0° a 10° φ = 10° 
11° a 20° φ = latitude 
21° a 30° φ = latitude + 5° 
31° a 40° φ = latitude + 10° 
41° oumais φ = latitude + 15° 
Fonte: Villalva e Gazoli, (2012.). 
 
45 
 
Será construída cobertura no estacionamento e sobre ela disposta as placas, 
cobrindo uma área de com área total de 603,72 m², e cada uma possui uma 
metragem de 2,50 x 5,00. De acordo com Campos e Alcântara (2013), em Belém 
(cidade mais próxima de Marituba), por sua proximidade com a linha do Equador, os 
períodos do ano nos quais os painéis devem estar voltados para o polo norte e para 
o polo sul são, aproximadamente, iguais em duração. Mediante o exposto, foi 
elaborada uma proposta arquitetônica conforme a Figura 24. 
 
Figura 24 – Modelo arquitetônico para cobertura fotovoltaica (cenário atual do aterro) 
 
Fonte: Guamá Tratamentos, 2017. 
Abaixo, constata-se uma proposta arquitetônicapara a construção de um 
estacionamento coberto, com a inserção de um telhado para acoplar placas 
fotovoltaicas. 
 
Figura 25 – Projeto arquitetônico do estacionamento (cenário futuro) 
 
Fonte: elaborado pela autora, 2017. 
 
46 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Há alguns anos, a energia solar é competitiva na comparação com fontes 
mais tradicionais de energia. Na Alemanha, por exemplo,o preço dos painéis solares 
é bemmais atrativo. Essa tecnologia entrou no Brasil mais recentemente, embora 
ainda não seja tão rentável, pois o material utilizado é importado e de alto custo, 
mas, em contrapartida, é altamente benéfico, em razão de não ser uma fonte que 
prejudique o meioambiente e não emita carbono na atmosfera. 
 
4.1 CUSTO DE AQUISIÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO 
 
Para fazer a análise econômica e financeira, foi necessário levantar o custo 
do total a ser investido no empreendimento, o qual, no caso dos módulos, foi 
calculado em função da área disponível para aplicação da tecnologia. Os módulos 
menos eficientes, normalmente, possuem melhor relação custo por m², podendo 
ocupar uma grande área de cobertura por um baixo investimento, enquanto que 
módulos mais eficientes são escolhidos quando a área desejada ou disponível para 
ser ocupada tem dimensões já definidas, não podendo ser ultrapassadas, como é o 
caso desse estudo. A Tabela 8 mostra o custo de aquisição dos principais 
componentes da cobertura fotovoltaica. 
 
Tabela 8 – Custo de aquisição dos principais componentes de um sistema 
fotovoltaico 
MODELO FABRICANTE DESCRIÇÃO QTDE. POTÊNCIA TOTAL MÁX. CUSTO TOTAL 
CSUN260-60P CSUN PAINEL FV. 296placas 
260 W 
(potência 
nominal) 
R$258,350,00 
Fronius Primo FroniusShiftingthelimits INVERSOR 8 4,16 kWp R$ 74.320,00 
Cabeamento - Cabeamento em geral 
Área de 
603,72m² R$9.000,00 
Mão de obra - Operadores 5 R$22.680,00 Projeto elétrico - Engenheiros 1 R$13.000,00 CUSTO TOTAL R$377.350,00 Fonte: elaborado pela autora, 2017. 
 
 
47 
 
4.2 ANÁLISE DE DADOS DO CONSUMO ENERGÉTICO DO ATERRO 
 
Os dados mais importantes a serem observados, além do custo, são o baixo 
coeficiente de temperatura e boa eficiência das células (que implicará em menor 
área do módulo em função da potência gerada). Devido ao baixo custo, excelente 
coeficiente de temperatura e boa eficiência do módulo, o painel fotovoltaico 
selecionado para a simulação do presente estudo possui uma outra vantagem a ser 
considerada em relação às demais: a quantidade de silício residual gerado durante o 
processode corte das células fotovoltaicas é bem menor, em comparação com 
monocristalino. Considerou-se, também, que os painéis policristalinos tendem a ser 
um pouco mais baratos do que os painéis solares monocristalinos, além da vida útil 
dos painéis policristalinos ser maior que 30 anos e teremgarantia de 25 anos. 
 
Tabela 9 – Consumo anual 
Meses do 
Ano 
Qtde. 
Dias 
Consumo 
Diário 
(kWh) 
Consumo 
Mensal 
(kWh) 
Preço 
Consumo 
ponta 
(médio) 
Preço 
Consumo 
fora 
ponta 
(médio) 
Preço 
Demanda 
ativa 
(média) 
Custo do 
kWh Médio 
Gasto 
Mensal R$ 
(com 
tributos: 
ICMS, PIS, 
COFINS). 
Janeiro 31 597,96 18.536,76 3.28 0,42 28,29 0,80 14.829,41 
Fevereiro 28 597,96 16.742,88 3,28 0,42 28,29 0,80 13.394,30 
Março 31 597,96 18.536,76 3,28 0,42 28,29 0,80 14.829,41 
Abril 30 597,96 17.938,80 3.28 0,42 28,29 0,80 14.351,04 
Maio 31 597,96 18.536,76 3,28 0,42 28,29 0,80 14.829,41 
Junho 30 597,96 17.938,80 3,28 0,42 28,29 0,80 14.351,04 
Julho 31 597,96 18.536,76 3,28 0,42 28,29 0,80 14.829,41 
Agosto 31 597,96 18.536,76 3,28 0,42 28,29 0,80 14.829,41 
Setembro 30 597,96 17.938,80 3,28 0,42 28,29 0,80 14.351,04 
Outubro 31 597,96 18.536,76 3.28 0,42 28,29 0,80 14.829,41 
Novembro 30 597,96 17.938,80 3.28 0,42 28,29 0,80 14.351,04 
Dezembro 31 597,96 18.536,76 3,28 0,42 28,29 0,80 14.829,41 
Fonte: elaborado pela autora, 2017. 
 
48 
 
Gráfico 2 – Consumo Anual 
 
Fonte: elaborado pela autora,2017. 
 
Os meses demaior consumo sinalizados no gráfico acima, segundo a Nota 
Técnica nº 125 da Agência Nacional de Energia Elétrica (2017), inserem-se no 
consumo fora ponta, que são as horas consecutivas e complementares, às definidas 
nos horários de ponta, para os quais a CELPA atualmente adota o intervalo entre as 
18:30 e 21:30h. Os horários ponta e fora ponta estão intimamente ligados aos 
valores cobrados nas tarifasda conta de energia elétrica. O posto tarifário para o 
horário de ponta é bem mais custoso do que o consumo fora ponta. 
 
4.3 GERAÇÃO FOTOVOLTAICA ESPERADA 
 
Nesta seção, serão discutidas e quantificadas as perdas esperadas em um 
sistema conectado à rede. Verdade é que para uma criteriosa estimativa de geração 
fotovoltaica conectada à rede, é de extrema importância a consideração desses 
valores frente à representação negativa que ela possui no estudo de viabilidade 
econômica. De acordo com Miranda (2014), as perdas são geradas por diversos 
motivos, sendo os principais: a queda de tensão no lado DC, queda no lado AC, 
eficiência do inversor, diodos e conexões, degradação por incidência inicial da luz, 
transformadores de isolamento, sombreamento e dados incorretos de placa (remete 
à confiabilidade do fornecedor).Com a metade do consumo em 50%da demanda, 
esse sistema se comportaria conformeo gráfico e a tabela abaixo: 
 
15.500,00
16.000,00
16.500,00
17.000,00
17.500,00
18.000,00
18.500,00
19.000,00
Ja
ne
iro
Fe
ve
re
iro
M
ar
ço
Ab
ril
M
ai
o
Ju
nh
o
Ju
lh
o
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m
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O
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ub
ro
N
ov
em
br
o
De
ze
m
br
o
Co
ns
um
o 
kW
h/
m
ês
Meses do ano
Consumo Anual
Janeiro
Fevereiro
Março
Abril
Maio
Junho
Julho
Agosto
 
Tabela 10 – Comportamento do sistema fotovoltaic
consumo usando apenas 50% da rede
Comportamento do Sistema SFCR gerando 50% da demanda de consumo
MESES 
DO ANO 
QTDE. 
DIAS 
CONSUMO 
DIÁRIO
 
Janeiro 31 298,98
Fevereiro 28 298,98
Março 31 298,98
Abril 30 298,98
Maio 31 298,98
Junho 30 298,98
Julho 31 298,98
Agosto 31 298,98
Setembro 30 298,98
Outubro 31 298,98
Novembro 30 298,98
Dezembro 31 298,98
Fonte: elaborado pela autora, 2017.
 
Considerando estudos realizados e análises criteriosos em alguns ensaios e 
artigos científicos mundiais, transcreveram
para o sistema, considerando a realidade do local onde será instalado. 
 
Gráfico 3 –
Fonte: elaborado pela autora
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
JA
N
EI
RO
FE
VE
RE
IR
O
M
AR
ÇO
Comportamento do Sistema Fotovoltaico SFCR
Comportamento do sistema fotovoltaico SFCR com a metade do 
consumo usando apenas 50% da rede 
Comportamento do Sistema SFCR gerando 50% da demanda de consumo
CONSUMO 
DIÁRIO 
 (kWh) 
CONSUMO 
MENSAL 
(kWh/mês) 
Custo kWh 
(imposto + 
tarifa) % 
GASTO 
MENSAL R$
298,98 9268,38 R$0,80 7414,704
298,98 8371,44 R$0,80 6697,152
298,98 9268,38 R$0,80 7414,704
298,98 8969,4 R$0,80 7175,52
298,98 9268,38 R$0,80 7414,704
298,98 8969,4 R$0,80 7175,52
298,98 9268,38 R$0,80 7414,704
298,98 9268,38 R$0,80 7414,704
298,98 8969,4 R$0,80 7175,52
298,98 9268,38 R$0,80 7414,704
298,98 8969,4 R$0,80 7175,52
298,98 9268,38 R$0,80 7414,704
, 2017. 
Considerando estudos realizados e análises criteriosos em alguns ensaios e 
artigos científicos mundiais, transcreveram-se na tabela valores típicos esperad
para o sistema, considerando a realidade do local onde será instalado. 
– Comportamento do sistema fotovoltaico SFCR
elaborado pela autora, 2017. 
M
AR
ÇO
AB
RI
L
M
AI
O
JU
N
HO
JU
LH
O
AG
O
ST
O
SE
TE
M
BR
O
O
U
TU
BR
O
N
O
VE
M
BR
O
DE
ZE
M
BR
O
Comportamento do Sistema Fotovoltaico SFCR
CONSUMO (Kwh/mês)
GASTO MENSAL R$
49 
o SFCR com a metade do 
Comportamento do Sistema SFCR gerando 50% da demanda de consumo 
GASTO 
MENSAL R$ 
REAJUSTE 
ANUAL % 
7414,704 7,38% 
6697,152 7,38% 
7414,704 7,38% 
7175,52 7,38% 
7414,704 7,38% 
7175,52 7,38% 
7414,704 7,38% 
7414,704 7,38% 
7175,52 7,38% 
7414,704 7,38% 
175,52 7,38% 
7414,704 7,38% 
Considerando estudos realizados e análises criteriosos em alguns ensaios e 
abela valores típicos esperados 
para o sistema, considerando a realidade do local onde será instalado. 
mportamento do sistema fotovoltaico SFCR 
 
Comportamento do Sistema Fotovoltaico SFCR
CONSUMO (Kwh/mês)
GASTO MENSAL R$
50 
 
4.3.1 Geração total 
 
Para esse cálculo, utilizou-se as equações abaixo. Baseado, então, nas 
informações já estabelecidasneste estudo, foi calculada a geração fotovoltaica 
esperada com a implantação do sistema. Para obtenção do resultado, utilizou-se a 
Equação 1 para o cálculo de geração sem perdas(MIRANDA,2014). 
 
Equação 1 – Geração Total de energia solar calculada para um mês 
GT = = ∑ ࡵ࢕࢔࢚ୀ ૙ . ࡭. ࢔ 
n- número de dias do mês 
I0- Radiação média diáriado mês em questão (kWh/m2.dia) 
A-Àrea total de painéis fotovoltaícos 
n- Eficiência do painel 
 
4.3.2 Geração total com perdas 
 
Equação 2 – Geração total de energia solar calculada com perdas para o mês 
GTP = = ∑ ࡵ࢕࢔࢚ୀ ૙ . ࡭. ࢔ (1-P) 
n- número de dias do mês 
I0- Radiação média diáriado mês em questão (kWh/m2.dia) 
A-Àrea total de painéis fotovoltaícos 
n- Eficiência do painel 
P- Perda Percentual do sistema 
 
A equação 2 foi calculada considerando as perdas Típicas em um sistema 
fotovoltaico conectado à rede, mostrado na Tabela 11. 
 
51 
 
Tabela 11 – Perdas típicas em um sistema fotovoltaico conectado à rede 
 
Fonte: adaptado de Laronde, 2010. 
 
Para obter os resultados da Tabela 12, calculou-se as equações 1 e 2. 
 
 
 
Perda 
Variação Mínima 
e Máxima de 
Perda (%) 
Percentual 
Adotado (%) 
Rendimento Nominal do Módulo e da Radiação de 1000 W/m² -5 a 10 2,5 
Temperatura do Módulo -3 a 6 3,5 
Condutores no Lado DC 1 a 3 2 
Condutores no Lado CA 0,7 a 2 1 
Eficiência do Invresor na Conversão 1 a 15 1,5 
Mismatch no MPPT 1,5 a 3 2 
Sombreamento 0 a 100 0 
Diodos e Conexões 0,3 a 0,5 0,5 
Transfomadores (como os de isolante no Inversor) 2 a 4 2 
Sistema Solar – Tracking 0 a 2 0 
Degradação na Incidência Solar Inicial 1 a 10 1 
Indisponibilidade do Sistema 0 a 0,5 0 
SujeiranosMódulos 2 a 25 2 
Total de Perdas - 18 
52 
 
Tabela 12 – Geração esperada 
MÊS 
Ângulo igual à 
latitude 1° kWh/m². 
dia 
Área Total 
(m²) 
Eficiência do 
Painel (%) 
Consumo energia 
(kWh) total mensal 
Geração com 
perdas (18%) 
CONSUMO 
(kWh/mês) 
Geração 
percentual 
Janeiro 4,30 603,72 16% 12.884 10.558 18.536,76 57% 
Fevereiro 4,16 603,72 16% 11.258 9.226 16.742,88 55% 
Março 4,17 603,72 16% 12.495 10.239 18.536,76 55% 
Abril 4,12 603,72 16% 11.947 9.790 17.938,80 55% 
Maio 4,92 603,72 16% 14.742 12.081 18.536,70 65% 
Junho 5,10 603,72 16% 14.788 12.119 17.938,80 68% 
Julho 5,71 603,72 16% 17.109 14.021 18.536,76 76% 
Agosto 6,06 603,72 16% 18.158 14.880 18.536,76 80% 
Setembro 5,58 603,72 16% 16.180 13.259 17.938,80 74% 
Outubro 5,87 603,72 16% 17.588 14.413 18.536,76 78% 
Novembro 5,58 603,72 16% 16.180 13.259 17.938,80 74% 
Dezembro 5,07 603,72 16% 15.191 12.449 18.536,76 67% 
TOTAL 178.521 146.296 218.255,34 67% 
Fonte: elaborado pela autora, 2017. 
 
 
 
Gráfico 4 – G
Fonte: elaborado pela
 
Na Tabela 12, foi informad
nestes valores, foi calculad
datasheet, esta depreciação é de 0,8% ao ano. Além disso, para chegar ao valor de 
geração real, foi considerado ainda perdas elétricas de 18%, diminuindo
valores de geração aproveitados como receita.
 
4.4ANÁLISE ECONÔMICA E FINANCEIRA DO 
 
A análise econômica presente nas tabelas acima foirealizada
conta as variantes de que 
Retorno(payback)1 não deve apresentar longos períodos, a Taxa Interna de 
Retorno (TIR)2 deve ser mai
como o Valor Presente Líquido(VPL)
As tarifas de energia elétrica presentes nesta análiseforam obtidas através do 
preço do kWh cobrado pela
ICMS (Imposto sobre Operações relativas à Circulação de Mercadorias e sobre 
 
1 Quantificação do tempo que o investidor