Analise Desempenho sistema fotovoltaico conectado a rede de 14,56kwp no municipio de Serra

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AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO COMERCIAL 
DE 14,56 kWp NO MUNICÍPIO DE SERRA 
 
 
PERFORMANCE EVALUATION OF A 14.56 kWp COMMERCIAL GRID CONNECTED 
PHOTOVOLTAIC SYSTEM IN THE MUNICIPALITY OF SERRA 
 
 
 
BEATRICE RYIE SHIMOURA NARIMATU* 
FELIPE ALVIM CRIBARI** 
WARLEY TEIXEIRA GUIMARÃES*** 
 
 
 
RESUMO 
 
A micro usina fotovoltaica referente a este artigo está localizada no município de Serra e entrou em 
operação em junho de 2016 com potência instalada de 14,56 kWp, com o objetivo de reduzir os custos de 
energia elétrica de um estabelecimento comercial. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho 
deste sistema fotovoltaico conectado à rede, de forma a comparar os dados de geração de energia elétrica 
estimados com os dados reais de geração registrados e seus respectivos índices de mérito. Seguidos por 
comparar os resultados obtidos com os índices de mérito de outros dois sistemas fotovoltaicos conectados 
à rede localizados no município de Curitiba. O sistema avaliado apresenta rendimento de 94,03%, 
enquanto que, 69,99% para o Escritório Verde do município de Curitiba e 70,05% para o edifício da 
empresa Elco também localizada no município de Curitiba. Conclui-se que a produção de energia do 
edifício comercial do município de Serra está atendendo ao objetivo de reduzir os custos de energia, e 
apresenta valores elevados de eficiência do microgerador, mesmo sob efeitos dos fatores climáticos e 
poluição local. 
 
Palavras-chave: avaliação de desempenho, rendimento, sistema fotovoltaico conectado à rede. 
 
ABSTRACT 
 
The photovoltaic micro power plant referred to in this article is located in the municipality of Serra and 
started operating in June 2016 with an installed power of 14.56 kWp, with the objective of reducing the 
electricity costs of a commercial establishment. The objective of this work was to evaluate the performance 
of this grid connected photovoltaic system, in order to compare the estimated electric power generation 
data with the actual generation data recorded and their respective merit indices. Followed by comparing 
the results obtained with the merit indices of two other networked photovoltaic systems located in the city 
of Curitiba. The evaluated system shows a yield of 94.03%, while, 69.99% for the Green Office of the 
municipality of Curitiba and 70.05% for the building of the company Elco also located in the city of Curitiba. 
It is concluded that the energy production of the commercial building of the municipality of Serra is meeting 
the objective of reducing energy costs, and presents high values of micro generator efficiency, even under 
the effects of climatic factors and local pollution. 
 
Keywords: Performance evaluation, yield, grid connected photovoltaic system. 
 
 
 
 
 
*Graduanda de Engenharia Elétrica pela FAESA – Faculdades Integradas São Pedro. 
**Graduando de Engenharia Elétrica pela FAESA – Faculdades Integradas São Pedro. 
***Professor MSc. da FAESA Centro Universitário. 
 
 
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INTRODUÇÃO 
A energia é substancial para vida moderna, e é utilizada do começo ao término dos nossos dias, 
como para o lazer, e para produção de bens ou prestação de serviços. Diante das necessidades 
e os avanços tecnológicos, a procura por produtos alimentados por energia elétrica tem crescido 
rapidamente, levando o consumo de energia elétrica mundial a um aumento instável. De acordo 
com Pereira et al. (2014) para atender à crescente demanda de energia são necessários altos 
investimentos em: barragens para construção de usinas hidrelétricas; usinas termelétricas 
convencionais ou nucleares; exploração de petróleo e seus derivados; no desenvolvimento de 
fontes alternativas de energia. 
O consumo excessivo e a premência em produção de energia provocam impactos ambientais e 
sociais, como destruição de vegetação natural; assoreamento do leito dos rios; extinção de fauna 
e flora; rompimento de barragens; deslocamento de populações ribeirinhas; formação de chuvas 
ácidas e outros. Assim sendo, é necessário um planejamento energético que assegure atender 
ao crescimento das demandas de energia de maneira eficaz, e principalmente um 
desenvolvimento sustentável. 
De acordo com a Agência de Serviços Públicos de Energia do Estado do Espírito Santo – ASPE 
(2013): 
A Agência Internacional de Energia (International Energy Agency - IEA), mostra que as 
fontes renováveis avançam na geração de energia: o cenário mostra um aumento da 
quota de energias renováveis para a geração de energia elétrica mundial de 20% em 
2010, de 28% em 2020 e 57% até 2050. Nesse cenário, 7.500 TWh de eletricidade 
renovável serão gerados em 2020 contra a geração total de 27.165 TWh. Hidrelétricas 
dão a maior contribuição (17% da geração total de eletricidade), seguida pelas fontes 
eólica (6%), biomassa e resíduos (3%) e solar (2%). 
Entre as fontes mais eficientes de energia limpa, renovável e compatível com projetos de 
expansão econômica e desenvolvimento social destaca-se nitidamente a energia solar, devido à 
sua confiabilidade e à consistente redução dos custos das tecnologias utilizadas em sua 
exploração (ASPE, 2013). 
Com a Resolução Normativa da Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL nº 482/2012 os 
consumidores passaram a ter o direito de gerar sua própria energia, dentro dos padrões de micro 
e minigeração, possibilitando a permuta de energia elétrica com a concessionária de energia, 
permitindo que a parte excedente de geração seja injetada na rede. Em 2015 foi criado a 
Resolução Normativa nº 687, uma atualização contendo aprimoramentos da normativa de 2012 
onde uma das maiores mudanças foi o aumento do limite de potência para produção de energia. 
Tal normativa estimulou a geração própria de eletricidade em casas, empresas, prédios, 
condomínios e estabelecimentos diversos. 
Os níveis de produção de energia elétrica dos módulos fotovoltaicos, também chamados de 
painéis ou placas solares, são irregulares, de forma que essas possam exceder os níveis 
planejados como em dias de irradiação solar mais intensos, ou até mesmo com mais horas de 
exposição solar. O ângulo de inclinação dos módulos também influencia no processo de 
produção de energia. Porém, há fatores que causam perda de desempenho durante o processo 
de produção de energia dos módulos, como sombreamento, poeira e poluição que causam 
interferências e até mesmo criando ambientes propícios ao cultivo de bactérias e fungos, 
aquecimento excessivo dos módulos e outros fatores. Deve-se lembrar que a temperatura 
ambiente não está relacionada a irradiação, porém influenciam no desempenho de produção de 
energia dos módulos. 
Esse estudo visa obter informações do comportamento real de um sistema fotovoltaico 
conectado à rede (SFCR) instalado e comparar os resultados obtidos com outros dois sistemas 
 
 
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fotovoltaicos do município de Curitiba, como forma de apresentar os benefícios da energia solar 
fotovoltaica e o comportamento destes sistemas, mesmo quando considerados fatores que 
reduzem a produção de energia elétrica. Os dados utilizados para comparação foram escolhidos 
por estes apresentarem registros superiores a um ano, de acordo com estudos de Gehring, 
Lopes e Dalmolin (2015) e Machado e Correa (2015). 
SETOR ENERGÉTICO BRASILEIRO 
De acordo com os dados da Matriz de Energia Elétrica da ANEEL (2017a), o Brasil possui um 
total de 152.123.081 kW de potência instalada com previsão para crescimento de mais 
24.598.202 kW para os próximos anos. De todo valor de produção de energia elétrica no país 
atualmente cerca de 61,587% dessa energia é gerada através de usinas hidrelétricas; 1,2413% 
por usinas nucleares; 6,5087% por usinas eólicas e apenas 0,0148% por usinas solares. Figura 
1. 
Figura 1 – Matriz energética brasileira. 
 
Fonte: ANEEL (2017a). 
No Brasil, a maior fontede energia elétrica provém da geração das usinas hidrelétricas e deve 
permanecer assim durante um bom tempo pois esta possui um grande potencial hídrico no nosso 
país (REIS, 2013). Porém em alguns períodos do ano passamos por momentos de crises 
hídricas, períodos de secas e escassez no abastecimento de água, de forma a comprometer 
também a produção de energia elétrica do país como visto em 2001. Embora sejamos dotados 
de vasta e densa rede hidrográfica, nem todos os países provém das mesmas condições para 
gerar energia hidrelétrica. Como solução, esses países fazem uso de energias alternativas como 
as termoelétricas, biomassa, nuclear e eólica. Porém quando se trata de sustentabilidade estas 
apresentam pontos negativos. 
Em maio de 2017 o número de mini e microgeradores de energia elétrica superou 10 mil 
instalações no Brasil. 10.385 micro e mini usinas com potência instalada de 113.195,48 kW. 
Destas, 10.280 instalações de energia solar. O estado com o maior número de micro e 
minigeradores é Minas Gerais (2.225 conexões), seguido de São Paulo (2.094) e Rio Grande do 
Sul (1.096). O estado do Espírito Santo contribui com 482 conexões com potência de 1.518,27 
kW (ANEEL, 2017b). 
 
 
 
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Energias alternativas e energias renováveis 
Fontes alternativas são definidas de acordo com o contexto político, econômico e regional, ou 
seja, a caracterização de alternativas é diferente para cada país. Segundo Villalva (2015), o 
conceito de energia alternativa não é exclusivo das fontes renováveis, entretanto a maior parte 
dos sistemas alternativos de geração de eletricidade emprega fontes renováveis. 
De acordo com Reis (2013), as fontes renováveis são classificadas como fontes capazes de 
serem repostas pela natureza de maneira mais rápida que a sua utilização energética, exemplos 
disso são as aguas dos rios e mares, os ventos e o sol ou aquela cujo manejo humano pode ser 
realizado de forma compatível com as necessidades de sua utilização energética, como a 
biomassa. Basicamente consideradas as fontes que não se apoiam em recursos limitados, de 
forma que seu uso não cause escassez. 
As unidades consumidoras com geração distribuídas são divididas entre as fontes renováveis. O 
total de usinas no Brasil são: 12 para Centrais Geradoras Hidrelétricas; 50 para Central Geradora 
Eólica; mais de 10 mil para Central Geradora Solar Fotovoltaica e de 46 para Usina Termelétrica, 
como visto na Figura 2. 
Figura 2 – Total de instalações por fonte. 
 
Fonte: ANEEL (2017b). 
Embora existam impactos negativos na utilização de energias renováveis, estas são limpas e 
seguras quando comparadas as fontes não renováveis. Exemplo disso é a utilização de 
combustíveis fósseis que podem causar vazamentos de petróleo e a emissão de poluentes 
ocasionados pela queima de combustíveis. 
A energia fotovoltaica, tema de estudo deste trabalho, é uma fonte alternativa de energia para o 
nosso país e também uma fonte renovável, sendo excelente opção para suprir as demandas 
instáveis de energia e para diminuição dos custos na tarifa de energia elétrica. 
ENERGIA SOLAR 
Quando se fala em energia, deve-se lembrar de que o Sol é o responsável pela origem de 
praticamente todas as outras fontes de energia na Terra (PINHO; GALDINO, 2014), como na 
conversão de energia solar em biomassa através da fotossíntese; as variações dos gradientes 
de temperatura entre as massas de ar quente na energia eólica; processo de decomposição dos 
combustíveis fósseis e provendo o ciclo hidrológico para energia hidrelétrica; além de ser fonte 
inesgotável de energia. 
De acordo com a Empresa de Pesquisa Energética - EPE (2016) o Brasil está localizado em uma 
região com incidência vertical dos raios solares, de forma a estar favorecida de altos índices de 
irradiação em quase todo território nacional. Sua proximidade com a linha do equador faz com 
 
 
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que a variação solar seja pequena ao longo do ano, acrescentando ainda mais vantagens para 
o aproveitamento deste recurso no país. 
A energia solar propaga-se para a terra por meio de radiação eletromagnética que, a partir do 
limite superior da atmosfera, sofre uma série de reflexões, dispersões e absorções em seu 
percurso até o solo (REIS; CUNHA, 2006). Os níveis de radiação variam de acordo com as 
oscilações climáticas e região, devido as diferenças de latitude. De toda energia solar que chega 
à Terra, aproximadamente metade atinge a superfície, totalizando cerca de 885 milhões de 
TWh/ano (IEA, 2014). De acordo com Cabral e Vieira (2012) a quantidade de radiação incidente 
em nosso país é dominante durante quase todos os meses do ano, com alto potencial de 
produção de energia solar. 
Efeito Fotovoltaico ou Fotoelétrico 
O efeito fotovoltaico ocorre nas células fotovoltaicas é dispositivo elétrico que converte a energia 
do sol diretamente em energia elétrica, esta possui em sua composição duas camadas de 
semicondutores de silícios dopados, convertendo a energia solar incidente em uma diferença de 
potencial nas extremidades das células (CRESESB, 2006), representado na Figura 3. Em poucas 
palavras, os sistemas fotovoltaicos são capazes de gerar energia elétrica através dos módulos 
que ao receberem a radiação solar fazem a transformação em corrente contínua, esta por sua 
vez é enviada ao inversor. 
Um módulo fotovoltaico é formado por um conjunto de células, e um arranjo é formado por 
conjuntos de módulos. Sua disposição pode ser realizada em série ou paralelo dependendo da 
necessidade de cada instalação e respeitando os limites de tensão de entrada do inversor, não 
ultrapassando a máxima de tensão de circuito aberto do inversor. 
As células fotovoltaicas produzem pouca energia quando isoladas. Por isso, para a produção de 
energia elétrica em larga escala, as células são ligadas em série e em paralelo, permitindo obter 
uma tensão maior e uma capacidade de corrente elétrica maior (GUIMARÃES et al. 2013). 
Figura 3 – Efeito fotovoltaico. 
 
Fonte: FOTOVOLTEC, 2016. 
Em uma ligação em série dos módulos, liga-se o pólo positivo de um módulo ao pólo negativo 
do outro, e a saída é realizada entre o positivo do primeiro módulo ao negativo do último módulo 
deste arranjo. Assim, a corrente total do conjunto será a mesma de um módulo e a tensão do 
arranjo é a soma das tensões em cada módulo. Em uma ligação em paralelo, liga-se o pólo 
 
 
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positivo de um módulo com o positivo de outro, e a saída é feita tornando o pólo positivo e 
negativo do último módulo do arranjo em paralelo. Desta forma, a corrente total do arranjo será 
igual a soma das correntes de cada módulo, e a tensão do arranjo será igual a tensão de cada 
módulo (LISITA JÚNIOR, 2014). 
Sistemas isolados ou Off-Grid 
Sistemas isolados ou autônomos são basicamente utilizados em locais de difícil acesso a rede 
de distribuição, ou seja, de forma independente desta. De acordo com a empresa NeoSolar 
(2014), a energia produzida é armazenada em baterias que garantem o abastecimento em 
períodos sem sol. Os equipamentos de um sistema isolado são basicamente: os módulos; as 
baterias, que armazenam a energia elétrica produzida para eventuais usos; o controlador de 
carga que garantem o correto abastecimento das baterias sem sobrecargas; e o inversor que 
realiza a conversão de corrente contínua em corrente alternada. 
Sistemas conectados à rede ou Grid-Tie 
A regulamentação do sistema fotovoltaico conectado à rede foi feita pela Agência Nacional de 
Energia Elétrica - ANEEL, em 2012 a partir da Resolução Normativa nº 482/2012, que trata da 
microgeração e minigeração distribuída. Em 2015 esta foi atualizada para Resolução Normativa 
nº 687 trazendo mais vantagens e favorecendo ainda mais as condições de micro e minigeração 
de energia, como: autoconsumo remoto; geração compartilhada; redução dos prazos de conexão 
à rede de 82 dias para34; geração em condomínios, de forma que a produção de energia seja 
repartida entre cada residência, e os créditos de compensação são abatidos de forma 
independente para cada (ANEEL, 2017c). 
Sistemas conectados à rede são aqueles em que o arranjo fotovoltaico representa uma fonte 
complementar ao sistema elétrico de grande porte ao qual está conectado. São sistemas que 
não utilizam armazenamento de energia, pois toda a potência gerada é entregue à rede 
instantaneamente (REIS, 2013). Diferente dos sistemas isolados, os conectados à rede operam 
em locais já atendidos por energia elétrica, seu objetivo é gerar energia para consumo local, de 
forma a reduzir e até mesmo anular o consumo da distribuidora de energia local, porém não 
excluindo as taxas de utilização da rede da distribuidora de energia. Em casos de excedentes de 
energia produzida, esta será transformada em créditos de energia. 
A queda dos preços dos painéis fotovoltaicos, devido ao aperfeiçoamento da tecnologia de 
fabricação das células fotovoltaicas e a economia devido a massificação dos sistemas 
fotovoltaicos no mundo influenciam a diminuição dos custos de geração fotovoltaica e reduzem 
principalmente o tempo de retorno do investimento. Outras vantagens são (NARUTO, 2017): 
• Incentivos fiscais; 
• Subsídios do governo para geração distribuída; 
• Redução da sobrecarga do sistema e diminuição dos períodos de conexão do consumidor 
com a rede; 
• Ocupação de áreas já utilizadas, como coberturas, fachadas e telhados, desta forma não 
há ocupação de uma área complementar. 
Quando comparados o emprego de sistemas conectados à rede e sistemas isolados, esta 
primeira apresenta vantagens, de acordo com a empresa SOLARBRAS ENERGIAS 
RENOVÁVEIS (2012): 
• Cerca de 20% a 30% mais eficiente; 
• Possui custo total cerca de 40% mais barato, visto que um dos motivos é a não utilização 
de baterias; 
• Processo de implementação mais simples; 
• Consumo de energia pode ser ampliado sem a necessidade de alteração do sistema. 
 
 
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Inversores 
Inversor é o responsável por transformar a energia de corrente contínua (CC ou DC) entregue 
pelos módulos em corrente alternada (CA ou AC), sincronizando com a tensão e a frequência da 
rede da distribuidora (FRONIUS, 2017) de maneira a atender as exigências de qualidade e 
segurança. 
O sistema conectado à rede opera em paralelo com a rede de distribuição, de forma a interromper 
imediatamente a transferência de energia para esta, segundo BLUESOL (2017) os inversores 
interativos (grid-tie) somente funcionam quando são ligados à rede elétrica, e não conseguem 
alimentar diretamente aos equipamentos consumidores. 
RESOLUÇÃO NORMATIVA ANEEL Nº 482 
Microgeração e Minigeração 
A Resolução Normativa ANEEL nº 482/2012 trata a micro e minigeração distribuídas de energia 
elétrica de forma a produzir energia elétrica a partir de pequenas centrais geradoras que utilizem 
fontes renováveis de energia elétrica ou cogeração qualificada, conectadas à rede de distribuição 
por meio de instalações de unidades consumidoras. 
A atual Resolução Normativa nº 687 classifica microgeração distribuída referente a potência 
menor ou igual a 75 kW, e a minigeração referente a potências superiores a 75 kW e menores 
ou iguais a 3 MW para fonte hídrica ou 5 MW para as demais fontes. Enquanto, a antiga 
Resolução Normativa dizia que para microgeração a potência de menor ou igual a 100 kW, e 
para minigeração a potência superior a 100 kW e menor ou igual a 1 MW para fontes hidráulicas, 
biomassa, eólica, solar ou cogeração qualificada (ANEEL, 2015). 
Geração compartilhada 
Geração compartilhada possibilita a instalação de geração distribuída em 
estabelecimento/empreendimentos de múltiplas unidades consumidoras, como condomínios. 
Assim, a energia gerada é repartida em porcentagens definidas pelos próprios consumidores. 
Autoconsumo remoto 
Através do autoconsumo remoto é possível instalar o sistema de energia solar em locais 
distantes do ponto de consumo de energia, como em áreas urbanas e terrenos remotos de 
propriedade do consumidor. Dessa forma o local de instalação deve estar na mesma área de 
concessão, ou seja, dentro da área em que a companhia energética atua, para que haja a 
compensação dos créditos de energia. 
Compensação de energia elétrica 
De toda quantidade de energia produzida por um sistema fotovoltaico conectado à rede, a parte 
excedente, ou que não foi consumida é passada a rede da distribuidora de energia atuando 
basicamente como uma bateria; em períodos onde não há produção de energia fotovoltaica 
(como a noite ou dias nublados), a rede da concessionária irá ¨ devolver¨ a energia para a unidade 
consumidora de forma que o valor consumido seja descontado do valor excedente, chamado de 
crédito de energia. 
Sobre o crédito de energia, a Resolução Normativa nº 687, ANEEL (2015), diz: 
Para fins de compensação, a energia ativa injetada no sistema de distribuição pela 
unidade consumidora será cedida a título de empréstimo gratuito para a distribuidora, 
passando a unidade consumidora a ter um crédito em quantidade de energia ativa a ser 
consumida por um prazo de 60 (sessenta) meses. 
 
 
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FATORES QUE INFLUENCIAM O DESEMPENHO DO SISTEMA FV 
A corrente gerada nos módulos aumenta linearmente com o aumento da Intensidade luminosa, 
representado na Figura 4. Por outro lado, o aumento da temperatura na célula faz com que a 
eficiência do módulo caia abaixando assim os pontos de operação para potência máxima, 
representado na figura 5 (CRESESB, 2006). Por ficarem expostos ao sol os painéis sofrem de 
aquecimentos em dias quentes e de alta incidência de irradiação solar, de forma a afetar a 
produção de energia elétrica do sistema. 
Figura 4 - Efeito causado pela variação de intensidade luminosa. 
 
Fonte: CRESESB, 2006. 
 
Figura 5 - Efeito causado pela temperatura na célula. 
 
Fonte: CRESESB, 2006. 
De acordo com Buiatti et al., (2016), sobre os ângulos de inclinação dos módulos visando a 
maximização da produção anual e considerando a localização do país estar no hemisfério sul, é 
usual considerar que os arranjos fotovoltaicos estejam orientados para o Norte. Pode se 
considerar a inclinação do arranjo sendo a mesma da latitude do local de instalação. 
Para Guimarães et al., (2013), o sombreamento causado pela poluição atmosférica pode, em 
muitos casos, ser reduzido pela chuva, mas também existem chuvas que depositam impurezas 
sobre a cobertura de vidro dos geradores. Estas impurezas quando acumuladas a longo prazo 
causam sombreamento nos módulos, afetando sua produção de energia. 
 
 
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A higienização dos módulos é de grande importância não apenas para produção de energia, mas 
também para que não ocorra perdas dos módulos de forma que estes venham a ser descartados 
e substituídos. De acordo com informações de estudo publicadas pela USP (2014), biofilmes 
superficiais formados por fungos e outros microrganismos e outros materiais particulados 
associados, podem reduzir em até 10% a produção de energia de painéis fotovoltaicos. 
Os níveis de irradiação solar são diferentes para cada região do país, como mostra a Figura 6. 
O efeito fotovoltaico depende da irradiação solar para produção de energia. Logo, quanto melhor 
os índices de irradiação de uma região, melhor será a produção de energia da usina. 
Figura 6 – Atlas de Irradiação no Brasil. 
 
Fonte: ANEEL, 2000. 
PRODUTIVIDADE E DESEMPENHO 
Com o objetivo de se comparar o desempenho de sistemas fotovoltaicos operando sob diferentes 
configurações e em diferentes localidades, a engenharia de sistemas fotovoltaicos se utiliza de 
alguns indicadores de produtividade, conhecidos como índices de mérito. Esses índices 
permitem verificar se um determinado sistema fotovoltaico está produzindo energia de forma 
otimizadaou se deve ser reconfigurado para aproveitar ao máximo o recuso solar disponível 
(BENEDITO, 2009). 
 
 
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A Produtividade anual, ou YF (Final Yield) é fundamental para a determinação do desempenho 
de um sistema fotovoltaico, correspondente à energia gerada em kWh pela potência instalada 
do sistema em kWp, permitindo a comparação da energia produzida de diversos sistemas 
fotovoltaicos com potências diferentes. Segundo Benedito (2009) em último caso, YF 
representaria o número de horas que o sistema deveria operar em sua potência nominal para 
produzir a mesma quantidade de energia entregue no período. 
O desempenho global, ou PR (Performance Ratio) é uma unidade de medida que avalia a 
eficiência de um sistema fotovoltaico também designada como fator de qualidade ou taxa de 
desempenho. O objetivo da Performance Ratio é fornecer relação entre rendimento real gerada 
por um sistema fotovoltaico com o rendimento esperado visto nos cálculos. Seu valor é dado em 
porcentagem, de modo a fornecer a proporção de energia disponível e o consumo. Em virtude 
de ser independente do alinhamento de um sistema fotovoltaico e da radiação, a Performance 
Ratio pode ser utilizada para comparações de sistemas fotovoltaicos de locais diferentes (SMA, 
2011). 
A Performance Ratio informa acerca da eficácia energética e da fiabilidade de um sistema 
fotovoltaico comparando assim o rendimento de um sistema fotovoltaico com rendimento de 
outros sistemas fotovoltaicos ou o estado do sistema fotovoltaico monitorizado durante um longo 
período de tempo (CARVALHO, 2011). 
Sobre os valores da Performance Ratio, a empresa SMA (2011) quanto mais próximos de 100% 
estiver o valor da PR, mais eficaz é este sistema fotovoltaico. Um valor de 100% raramente será 
atingível na realidade, pois durante a operação do sistema fotovoltaico também ocorrem perdas 
inevitáveis. Sobretudo, sistemas fotovoltaicos eficientes atingem no mínimo 80%. O 
acompanhamento regular da PR com intervalos de tempo regulares não se destina a uma 
comparação absoluta e sim ao controle do progresso do rendimento do sistema fotovoltaico, 
sendo assim possível detectar falhas. 
METODOLOGIA 
O sistema fotovoltaico conectado à rede foi instalado em um edifício comercial, localizado na 
Praia da Baleia, no município de Serra/ES, sobre telhas de fibrocimento, fixado a uma estrutura 
de alumínio com inclinação de 15° voltada para norte geográfico e é composto por 56 módulos 
de 260 W do fabricante Canadian Solar modelo CS6P-260, classificação A pelo INMETRO, com 
60 células de silício policristalino cada módulo, 16,16% de eficiência, dimensões de 1640 x 990 
x 35 mm, pesando 18,5 kg, com tensão de circuito aberto de 37,5 V, corrente de curto circuito de 
9,12 A. Principais informações na Figura 7. 
Figura 7 – Dados do módulo. 
 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
Os módulos foram dispostos em 4 fileiras de 14 módulos interligados em série por cabo de 6 
mm2 do fabricante Conduspar, de material em cobre eletrolítico com isolamento para tensões 
nominais de até 1000 V. Os cabos para sistemas fotovoltaicos possuem revestimento que 
suporte a exposição à luz solar e que suporte as condições ambientais adversas, como alta 
temperatura e radiação UV. 
O arranjo fotovoltaico foi conectado a um inversor do fabricante Fronius modelo Symo 15.0-3-M 
de 150 kW, com eficiência de 98%. Dados do inversor na Figura 8. 
 
 
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Figura 8 – Dados do inversor. 
 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
Figura 9 – Inversor da instalação. 
 
 
 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 10 – Instalação fotovoltaica município de Serra. 
 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
Para a análise do sistema fotovoltaico foram definidos alguns parâmetros, dentre eles o cálculo 
da quantidade de energia estimada Ee, representado pela Equação (1), a partir das 
especificações do fabricante dos painéis e do inversor, juntamente aos dados de irradiação 
fornecidos pelo Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio Brito – CRESESB, 
originados da estação mais próxima, localizada no município de Vitória à 21,7 km de distância 
da usina de micro geração. 
𝐸𝑒 = 𝑅 ⋅ 𝐴𝑚 ⋅ 𝜂𝑚 ⋅ 𝜂𝑖 ⋅ 𝑛ⅆ𝑚 ⋅ 𝑁𝑚 (1) 
Na equação 1, onde: 
Ee = Quantidade de energia estimada (kWh/mês); 
R = Taxa média de irradiação solar (kWh/m².dia); 
Am = Área do módulo (m²); 
ƞm = Eficiência do módulo fotovoltaico (%); 
ƞi = Eficiência do inversor (%); 
ndm = Número de dias no mês (dias); 
Nm = Número de módulos do arranjo. 
O índice produtividade (YF) relaciona a geração real com a capacidade do sistema, enquanto o 
rendimento global (PR) relaciona a produtividade do sistema com a energia disponibilizada para 
este. 
Para avaliação de desempenho do sistema fotovoltaico, serão utilizados os índices de mérito: 
YF (Final Yield) ou produtividade e PR (Performance Ratio) também chamada de rendimento 
global. 
A produtividade é calculada a partir da Equação (2). 
 
 
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𝑌𝐹 =
𝐸𝑔
𝑃𝑖
 (2) 
Na equação 2, sendo: 
YF = Produtividade do sistema (kWh/kWp); 
Eg = Quantidade de energia gerada por mês (kWh); 
Pi = Potência instalada (kWp). 
O rendimento global é calculado pela Equação (3). 
𝑃𝑅 =
𝐸𝑔∗100
𝐸𝑒 
 (3) 
Na equação 3, em que: 
PR = Rendimento global (%); 
Eg = Quantidade de energia gerada por mês (kWh); 
Ee = Quantidade de energia estimada (kWh/mês). 
Para realizar a avaliação de desempenho foram utilizados os dados registrados da geração da 
micro usina fotovoltaica no período um ano, referentes aos meses de junho de 2016 até maio de 
2017. Os dados de produção de energia foram registrados diariamente com o uso do software 
de monitoramento do inversor da instalação, de modo a fornecer em tempo real os valores de 
geração de energia do sistema fotovoltaico em kWh e realizar a comparação dos resultados 
obtidos a partir dos índices de méritos YF e PR com os índices de mérito de outros dois sistemas 
fotovoltaicos conectados à rede localizadas em Curitiba/PR. 
Análise Operacional do Sistema 
A conexão destes módulos foi realizada em quatro fileiras com 14 módulos fotovoltaicos cada 
com tensão operacional de 425 V por fileira conectadas a um inversor de 15 kWp, com faixa de 
tensão de operação entre 200V e 600 V. 
Figura 11 – Distribuição dos módulos interligados em série. 
 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
 
 
 
14 
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Com os dados de produção registrados durante o ano de acompanhamento foi elaborada a 
Figura 12, que mostra o comparativo entre os valores de energia real registrados e a energia 
estimada para produção deste sistema fotovoltaico em unidades de kWh/mês. Observa-se que 
nos meses de junho, outubro, novembro, dezembro, fevereiro, março, abril e maio, a energia 
gerada pelo sistema foi inferior aos valores estimados nos cálculos. Este acontecimento pode ter 
sido ocasionado por diversas causas, dentre elas os fatores climáticos, como por exemplo os 
dias chuvosos ou nublados. Porém, outros fatores levam a queda de desempenho do SFCR 
como, sombreamento, falha nas conexões, aquecimento excessivo dos módulos fotovoltaicos, 
poeiras causando sombreamento nos módulos entre outras. Nos meses de julho, agosto e 
setembro os valores de geração de energia real ultrapassam os valores previstos. Enquanto no 
mês de janeiro os valores de geração real estão próximos aos valores de geração estimadas. 
Como visto na Figura 12. Verificando os valores de produção gerada no período estudado, 
observa-se que os valores do SFCR oscilam entre o mínimo de 1417,2 kWh e máximo de 
2624,89 kWh, correspondente aos meses de janeiro e junho respectivamente. Considerando que 
o principal objetivopara a instalação desta micro usina no estabelecimento comercial era reduzir 
os custos com energia elétrica, e analisando os valores de produção de energia reais e 
estimados, observa-se que este SFCR apresenta bom rendimento, com valores de produção 
média mensal de 1962,93 kWh. 
Com o intuito de analisar a eficiência dos sistemas fotovoltaicos de localizações distintas foram 
calculados os valores de produtividade do sistema fotovoltaico, YF gerado e YF estimados, 
representados na Figura 13. 
 
Figura 12 – Produção gerada x Produção estimada. 
 
 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
Para YF gerado, o maior valor é de 180,28 kWh/kWp; o menor valor é de 97,33 kWh/kWp; com 
valor médio de 134,81 kWh/kWp. E para YF estimado, o maior valor é de 180,47 kWh/kWp; 
menor valor é de 107,87 kWh/kWp; com valor médio de 144,13 kWh/kWp. 
 
 
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
jun/16 jul/16 ago/16 set/16 out/16 nov/16 dez/16 jan/17 fev/17 mar/17 abr/17 mai/17
Produção gerada x Produção estimada
Produção gerada (kWh/mês) Produção estimada (kWh/mês)
 
 
15 
 
Figura 13 – YF gerado x YF estimado. 
 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
Com os resultados obtidos na avaliação de desempenho da micro usina foram realizadas 
comparações com dados das micro usinas do Escritório Verde e Elco Engenharia. Visando 
demonstrar a diferença de comportamento dos sistemas fotovoltaicos de diferentes e de mesmas 
localidades, comparando a produtividade dos sistemas e o rendimento global, apresentados na 
Figura 14. 
 
 
 
Figura 14 – YF Serra x YF Escritório Verde x YF Elco Engenharia. 
 
 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
0
25
50
75
100
125
150
175
200
jun/16 jul/16 ago/16 set/16 out/16 nov/16 dez/16 jan/17 fev/17 mar/17 abr/17 mai/17
YF
 k
W
h
/k
W
p
YF Gerado x YF Estimado
YF Gerado YF Estimado
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
jun jul ago set out nov dez jan fev mar abr mai
Y
F 
(k
W
h
/k
W
p
)
YF Serra x YF Escritório Verde x YF Elco Engenharia 
YF Serra YF Escritorio verde YF Elco
 
 
16 
Os dados utilizados para produtividade do município de Curitiba são referentes ao período de 
junho de 2013 até maio de 2014 para o Escritorio Verde, e de junho de 2014 até maio de 2015 
para escritorio da empresa Elco Engenharia. 
Um dos fatores que mais afetam as diferenças de resultados obtidos na comparação entre os 
dois municípios são as taxas médias de irradiação para cada região. Analisando a Figura 14, 
nota-se que os sistemas localizados na mesma região demostram comportamentos diferentes, 
possivelmente causados por influências de poeiras e/ou poluição, ângulo de inclinação dos 
módulos e orientação da cobertura. Porém, a produtividade da micro usina do município de Serra 
indica que o município de Serra é propício para geração de energia solar fotovoltaica, pois possui 
taxas de irradiação mais elevadas, que a região de Curitiba. 
Quanto ao rendimento global, a Figura 15 confirma que a micro usina do município de Serra 
apresenta valor de rendimento médio de 94,03%, enquanto em Curitiba o Escritório Verde 
apresenta média de 69,99% e a Elco Engenharia apresenta média de 70,05%. 
Observando o Figura 15, para a micro usina estudada neste trabalho os meses de julho, agosto 
e setembro, normalmente meses de baixa irradiação solar, alcançaram índices de rendimento 
global acima de 100%. Quando comparados os sistemas fotovoltaicos dos dois municípios, é 
evidente a diferença do rendimento global e da produtividade entre os dois municípios. Uma das 
causas aparentes é a localização geográfica de Curitiba, situada na região sul do país, com os 
menores índices de irradiação do Brasil, como visto na Figura 6. 
 
 
 
Figura 15 – PR Serra x PR Escritório verde x PR Elco Engenharia. 
 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
 
 
 
0
20
40
60
80
100
120
jun jul ago set out nov dez jan fev mar abr mai
P
R
 (
%
)
PR Serra x PR Escritório Verde x PR Elco Engenharia 
PR Serra PR Escritorio verde PR Elco
 
 
17 
CONCLUSÃO 
Conclui-se que o município de Serra/ES é propício para geração de energia solar fotovoltaica, 
pois apresenta altas taxas de irradiação solar, com alto rendimento quando comparados aos do 
município de Curitiba/PR. Quando analisados os valores de rendimento e produtividade obtidos 
deve-se considerar as várias causas de influências para perdas de desempenho, incluindo a 
possibilidade de que a localização do edifício comercial que se encontra próxima da praia, 
afetando a produção de energia dos módulos devido a umidade e maresia. Entretanto, os 
resultados obtidos nesta avaliação são satisfatórios, apresentando valores elevados de eficiência 
do microgerador. 
Os resultados provam que a produção de energia elétrica por sistemas fotovoltaicos é uma ótima 
fonte alternativa de energia para o país de modo a suprir as crescentes demandas de energia 
que aumentam cada vez mais, até mesmo em regiões de menor incidência de irradiação solar. 
Por fim, a avaliação de desempenho do sistema fotovoltaico conectado à rede é essencial para 
o desenvolvimento de tecnologias de produção de energia fotovoltaica, vista como a energia do 
futuro, seu crescimento no mercado vem aumentando dia após dia. Logo, faz se necessário 
avaliar o desempenho dos SFCR até mesmo para a identificação de falhas, e comprovar seus 
desempenhos satisfatórios. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
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