Trabalho Análise de Investimentos

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Trabalho 2 – Análise 
de Investimentos 
Viabilidade Solar Residencial 
 
 
 
 
 
 
 
 
Grupo: Ana Carolina Caetano – 201269024B 
 Bruna Mendes Barbosa – 201169093B 
 Daniel Ramalho – 201265004AI 
 Fabiane Barbosa do Nascimento – 201269029B 
Professor: Bruno H. Dias 
Sumário 
1 – Introdução ..................................................................................................................... 3 
2 – Objetivo ......................................................................................................................... 3 
3 – Os sistemas fotovoltaicos ............................................................................................... 3 
4 – Levantamento da carga .................................................................................................. 5 
5 – Cálculo da área disponível .............................................................................................. 6 
6 – Cálculo da Irradiância ..................................................................................................... 6 
7 – Levantamento dos custos de equipamentos e instalação ................................................. 7 
7.1 Painéis solares ..................................................................................................................... 7 
7.1.1. Eficiência de conversão do painel (%) ......................................................................... 9 
7.1.2. Energia produzida pelo sistema com um painel (kWh/dia) ........................................ 9 
7.1.3. Energia mensal produzida pelo sistema com um painel (kWh) ................................ 10 
7.1.4. Número de painéis necessários ................................................................................ 10 
7.1.5. Área total ocupada pelos painéis (m²) ...................................................................... 11 
7.1.6. Peso total dos painéis (Kg) ........................................................................................ 11 
7.2 Inversores .......................................................................................................................... 12 
7.2.1. Tensão total da série de painéis (V) ......................................................................... 12 
7.2.2. Variação percentual da tensão (%) ........................................................................... 12 
7.2.3. Variação da tensão por efeito da temperatura (V) ................................................... 12 
7.2.4. Tensão total da série de painéis corrigida pelo efeito da temperatura (V) .............. 12 
7.2.5. Potência total do conjunto fotovoltaico (W) ............................................................ 12 
7.3 Medidores de Energia ....................................................................................................... 13 
8 –Análise de viabilidade econômica .................................................................................. 13 
10 – Referências Bibliográficas ........................................................................................... 15 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 – Introdução 
 
Considerando a atual situação brasileira, onde o crescimento populacional aumenta e 
consequentemente a demanda de energia elétrica também aumenta, podemos concluir que se 
torna necessária a expansão do parque gerador de forma a atender a demanda. Além disso, 
devemos considerar que é necessário utilizar uma geração viável seja economicamente e 
também nas questões ambientais. 
2 – Objetivo 
 
 Este trabalho tem como objetivo estudar a utilização de sistemas fotovoltaicos 
residenciais para geração e distribuição de energia elétrica. Além disso será feita uma análise 
econômica da viabilidade de instalação deste tipo de fonte de energia levando em 
consideração ainda a eficiência energética no consumo da energia gerada e a 
operacionalização. 
 3 – Os sistemas fotovoltaicos 
 
 Os sistemas fotovoltaicos ganharam força ao redor do mundo, segundo dados da 
European Photovoltaic Industry Association (EPIA) a capacidade instalada mundial é=foi de 
cerca de 139 GWp em 2013. Segundo dados da International Energy Agency (IEA, 2010), os 
sistemas residenciais e comerciais devem responder, em 2020, por aproximadamente 60% da 
geração fotovoltaica, enquanto as centrais fotovoltaicas representariam 30% do total, 
restando 10% em sistemas isolados. 
 Resultados pesquisados pelo EPE (Empresa de Pesquisa Energética) mostram que os 
maiores potenciais de geração se encontram nas regiões mais povoadas do país. A Figura 1 
ilustra estes resultados obtidos. 
 
 
Figura 1 - Potencial fotovoltaico residencial. 
 Os sistemas fotovoltaicos podem ser descritos como mostra a Figura 2. 
 
Figura 2 - Exemplificação de um sistema fotovoltaico residencial. 
 De acordo com a imagem temos primeiramente os painéis solares que estão indicados 
pelo número 1 na imagem. Estes painéis são os responsáveis por captar a energia solar e 
transformá-la em energia elétrica na forma de corrente CC (corrente contínua). Já na indicação 
de número 2 temos os inversores que são responsáveis por transformar a corrente CC 
recebida dos painéis em corrente alternada CA, que por sua vez é a energia que utilizamos nas 
tomadas das residências. 
 Na indicação de número 3 temos a energia chegando no quadro de luz da residência 
sendo possível sua distribuição. O número 4 indica o uso desta energia em utensílios e 
equipamentos domésticos indicando, portanto que deixamos de consumir a energia da 
distribuidora e passamos a consumir a energia própria dos painéis. Por último temos o número 
5 indicando que o excesso de energia gerada pode ser injetada na rede da distribuidora 
gerando créditos. 
 Existem algumas mudanças na residência quando optamos pelos sistemas 
fotovoltaicos, o primeiro deles é o relógio de luz que deverá ser substituído por um relógio 
bidirecional que mede a entrada e saída de energia. Isto torna-se necessário pois é preciso 
medir o quanto a residência consumiu da rede e quanto esta gerou de créditos também. Esses 
créditos de energia por sua vez são regulados pela ANEEL e medidos em kWh. Cada kWh 
gerado em excesso pelo sistema ganha 1 crédito para ser usado a noite ou nos meses 
seguintes. 
 Os sistemas são classificados de acordo com kWp: 
 Sistema Fotovoltaico Residencial de energia solar conectado à rede (1-10Kwp). 
 Sistema Fotovoltaico Comercial de energia solar conectado à rede (10-100Kwp). 
 Sistema Fotovoltaico Industrial de energia solar conectado à rede (100-1000Kwp). 
 Sistema Fotovoltaico isolados/autônomos de energia solar. 
 Sistema Fotovoltaico híbridos de energia solar. 
4 – Levantamento da carga 
 
De acordo com os dados obtidos através da conta de luz, foi possível montar uma 
tabela contendo os dados referentes aos últimos 12 meses e fazer uma média de quanto é o 
gasto em kWh/mês. A Tabela 1 e a Figura 3 representam estes dados. 
Tabela 1 - Histórico de consumo e estimativa de kWh/mês da conta de luz utilizada. 
Levantamento de carga 
Mês/Ano 
Consumo 
kWh 
Média 
kWh/dia 
Média 
kWh/mês 
 
261 7,9 237 
mar/16 224 8,29 256,99 
fev/16 295 9,51 275,79 
jan/16 268 8,37 259,47 
dez/15 212 7,31 226,61 
nov/15 243 8,1 243 
out/15 235 7,34 227,54 
set/15 202 6,73 201,9 
ago/15 278 8,42 261,02 
jul/15 250 8,62 267,22 
jun/15 282 9,4 282 
mai/15 290 10 310 
Média: 253,33 8,33 254,05 
 
 
 
Figura 3-Gasto mensal de energia. 
 A carga média é, portanto, de 254,05 kWh/mês. 
0
50
100
150
200
250
300
350
m
ai
o
-1
5
ju
n
h
o
-1
5
ju
lh
o
-1
5
ag
o
st
o
-1
5se
te
m
b
ro
-1
5
o
u
tu
b
ro
-1
5
n
o
ve
m
b
ro
-1
5
d
ez
e
m
b
ro
-1
5
ja
n
ei
ro
-1
6
fe
ve
re
ir
o
-1
6
m
ar
ço
-1
6
ab
ri
l-
1
6
Média kWh/mês
Média kWh/mês
 
5 – Cálculos da área disponível 
 
 A área da casa é de 150m². Esta área está baseada na área “útil” disponível, ou 
seja, área do telhado . 
6 – Cálculos da Irradiância 
 
De acordo com o site http://www.cresesb.cepel.br/ podemos calcular a irradiância 
utilizando como parâmetros de entrada a latitude e longitude referente ao endereço da casa 
que estamos utilizando neste trabalho. Tivemos como entrada então: 
 
 
 Obtivemos como resultado do site os seguintes parâmetros: 
 
Figura 4 - Resultados obtidos para irradiância na região da casa referente ao trabalho. 
 
 
 
 
Latitude: -21.7119277 / Longitude: -43.4380544 
7 – Levantamentos dos custos de equipamentos e instalação 
 
 7.1 Painéis solares 
 Existem alguns tipos de módulo fotovoltaicos no mercado, são eles: 
 Silício mono-cristalino: estas células representam a primeira geração e 
possuem um rendimento elétrico elevado, com cerca de 11% a 13% podendo 
chegar a 23% em laboratório. Sua desvantagem reside na fabricação de custo 
elevado, pois, as técnicas utilizadas na sua fabricação são caras e complexas. 
 
 
Figura 5 - Painel de silício mono-cristalino. 
 
 Silício poli-cristalino: estas células são uma alternativa que visa o baixo custo, 
pois são mais baratas que os painéis de silício mono-cristalino. Apresentam um 
rendimento inferior, cerca de 11% a 13% podendo chegar a 18% em 
laboratório. Isto se deve ao fato de seu fabrico e das imperfeições dos cristais. 
 
 
Figura 6 - Placa de silício poli-cristalina. 
 
 Filmes finos – Silício Amorfo: são as de custo mais reduzido assim como seu 
rendimento elétrico que varia de 8% a 10% podendo chegar a 13% em 
laboratório. Estas células são caracterizadas por serem muito finas e ainda 
poderem ser utilizadas como material na construção. 
 
 
Figura 7 - Placa de silício amorfo. 
 Filmes finos – CdTe e CIGs: 
Na forma cristalina ele é um semicondutor de gap de energia direto sendo um 
poderoso material para células solares. Ele é normalmente montado 
em sandwich com sulfeto de cádmio para formar uma junção p-n de célula 
solar fotovoltaica usando uma estrutura n-i-p. 
Células CIGS são feitas com várias camadas ultrafinas de diferentes 
semicondutores, cada qual com diferentes gaps de energia. Sua eficiência é de 
18,8% para pequenas áreas, e de 11,8% para grandes áreas (0,3 x 1,2 m)². 
 
Figura 8 - Filmes finos - CdTe e CIGs. 
 Através de pesquisas feitas na internet obtivemos uma base de dados referente ao 
preço das placas solares disponíveis no Brasil de diferentes marcas. De acordo com o site 
https://minhacasasolar.lojavirtualfc.com.br obtivemos as seguintes informações: 
 
 
 
 
Tabela 2 - Tabela de preços referentes às placas solares. 
Marca e modelo da Placa Solar Preço 
Painel solar 150W Canadian Solar – CS6C-
150P 
R$ 659,00 
Painel Solar Fotovoltaico Poli-cristalino de 
260W Jinko Solar – JKM260P 
R$ 876,00 
Painel Solar Fotovoltaico Poli-cristalino de 
315W Canadian Solar – CS6XP-315P 
R$ 1.099,00 
Painel Solar Fotovoltaico de 260W Globo 
Brasil - GBR260P 
R$ 1.109,00 
Painel solar 5W fotovoltaico Komaes Solar – 
KM(P)5 
R$ 99,00 
 
 O painel escolhido para este trabalho foi o Painel solar 150W Canadian Solar – CS6C-
150P, suas especificações estão apresentadas na tabela 3 
Tabela 3 - Especificações do painel escolhido 
Painel Fotovoltaico 
Fabricante Jinko Solar 
Modelo JKM260P 
Tecnologia Silício Policristalino 
Potência Nominal 260 
Perda de potência anual 0,80% 
Área do painel 1,6368 m² 
Peso 19Kg 
Tensão de Circuito Aberto (Voc) 38,1V 
Coeficiente de temperatura de tensão 
Classificação na ENCE A 
Vida útil 25 anos 
 
7.1.1. Eficiência de conversão do painel (%) 
nP = 
PMAX
Ap ∗ 1000
 
nP = 
260
1,6338 ∗ 1000
 
nP = 15,91% 
7.1.2. Energia produzida pelo sistema com um painel (kWh/dia) 
ED = ES ∗ AP ∗ nP ∗ TD 
ED = 4,34 ∗ 1,6338 ∗ 0,1591 ∗ 0,8 
ED = 0,9025 kWh/dia 
7.1.3. Energia mensal produzida pelo sistema com um painel (kWh) 
EM = ED ∗ 30 
EM = 27,0751 kWh 
7.1.4. Número de painéis necessários 
NP = 
Enecessária
EM
 
 
NP = 
254,05
27,0751
 
NP = 10 
 Porém sabe-se que o painel perde 0,8% de sua eficiência a cada ano. Por esta razão, ao 
longo de sua vida útil ele passará a produzir menos do que o necessário, conforme mostra a 
tabela 4 e o gráfico 1. 
Tabela 4- Energia Consumida x Energia gerada 
 
Ano Consumo médio anual 
(kWh) 
Energia gerada com 10 
painéis por ano 
Energia gerada com 11 
painéis por ano 
1 3048,6 3249,012 3573,913 
2 3048,6 3223,020 3545,322 
3 3048,6 3197,236 3516,959 
4 3048,6 3171,658 3488,824 
5 3048,6 3146,285 3460,913 
6 3048,6 3121,114 3433,226 
7 3048,6 3096,145 3405,760 
8 3048,6 3071,376 3378,514 
9 3048,6 3046,805 3351,486 
10 3048,6 3022,431 3324,674 
11 3048,6 2998,251 3298,076 
12 3048,6 2974,265 3271,692 
13 3048,6 2950,471 3245,518 
14 3048,6 2926,867 3219,554 
15 3048,6 2903,453 3193,798 
16 3048,6 2880,225 3168,247 
17 3048,6 2857,183 3142,901 
18 3048,6 2834,326 3117,758 
19 3048,6 2811,651 3092,816 
20 3048,6 2789,158 3068,074 
21 3048,6 2766,845 3043,529 
22 3048,6 2744,710 3019,181 
23 3048,6 2722,752 2995,027 
24 3048,6 2700,970 2971,067 
25 3048,6 2679,362 2947,299 
 
Gráfico 1 - Energia Consumida x Energia produzida 
 
 Portanto, ainda no final haja uma diferença, La é pequena quando comparada ao todo, 
fazendo com que 11 painéis sejam suficientes para suprir a necessidade. 
7.1.5. Área total ocupada pelos painéis (m²) 
AT = AP ∗ NP 
AT = 1,6368 ∗ 11 
AT = 16,005 m² 
 7.1.6. Peso total dos painéis (Kg) 
PT = PP ∗ NP 
PT = 19 ∗ 10 
PT = 209Kg 
 Na tabela abaixo estão apresentados os resultados dos cálculos dos painéis: 
Tabela 5 - Resultado dos cálculos dos painéis 
Resultados dos Cálculos dos Painéis 
Eficiência do painel 15,91% 
Energia diária produzida pelo painel 0,9025 kWh/dia 
Energia mensal produzida pelo painel 27,0751 kWh/mês 
Número de módulos necessários 11 
Área total 16,005m² 
Peso total 209 Kg 
 
 
 
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
K
w
h
Energia Consumida x Energia Gerada
Consumo médio anual
(kWh)
Energia gerada com 10
paineis por ano
Energia gerada com 11
paineis por ano
7.2 Inversores 
 
O inversor de corrente contínua em corrente alternada tem a função de transformar a 
corrente contínua gerada em corrente alternada, com freqüência de 60 Hz, que é consumida 
pelo usuário, ou enviada para a rede. 
7.2.1. Tensão total da série de painéis (V) 
VTS = VOP ∗ NP 
VTS = 38,1 ∗ 11 
VTS = 419,1 V 
7.2.2. Variação percentual da tensão (%) 
V% = ΔT ∗ α 
Considerando a variação média de temperatura igual a 7 oC (temperaturas entre 21 oC e 28 oC): 
V% = 7 ∗ −0,004 
V% = −0,028% 
7.2.3. Variação da tensão por efeito da temperatura (V) 
ΔV = VTS ∗ V% 
ΔV = −11,735 
7.2.4. Tensão total da série de painéis corrigida pelo efeito da temperatura (V) 
Vcorr = VTS + ΔV 
Vcorr = 419,1 − 11,735 
Vcorr = 407,365 V 
7.2.5. Potência total do conjunto fotovoltaico (W) 
PT = NP ∗ PMAX 
PT = 11 ∗ 260 
PT = 2860W 
 
Tabela 6-Resultado dos cálculos para escolha do inversor 
Cálculospara escolha do inversor 
Tensão total da série de painéis 419,1V 
Tensão total da série de painéis corrigida 
pelo efeito da temperatura 
407,365V 
Potência total do conjunto fotovoltaico 2860W 
 
 
 
 
Com base nos cálculos anteriores foi escolhido o seguinte inversor: 
Tabela 7 - Especificações do inversor escolhido 
Inversor 
Fabricante ABB 
Modelo PVI 3.0-TL-OUTD-S 
Tensão Máxima 600 Vcc 
Potência Nominal (DC) 3,12 KW 
Potência Nominal (AC) 3 kW 
Preço R$5570,70 
 
 
7.3 Medidores de Energia 
 
De acordo com a Resolução N° 482 da ANEEL, os custos de adequação da medição para 
a implantação do novo sistema deverão ser custeados pelo cliente. A concessionária ficará 
responsável pelos custos de eventuais manutenções e, se necessário, uma troca futura do 
equipamento. A instalação do equipamento tem um custo médio de R$510,00. Foi escolhido o 
seguinte medidor para este trabalho: 
8 - Análise de viabilidade econômica 
 
 A tabela 8 apresenta o custo de investimento inicial e tabela 9 apresenta os cálculos da 
análise financeira realizada durante o tempo de vida útil do sistema (25 anos). Para o cálculo 
do custo da energia consumida utilizamos a tarifa atual encontrada no site da concessionária 
(R$0,53122). 
 
Tabela 8- Investimento inicial do sistema 
Investimento inicial para implantação do sistema 
Equipamento Qtd Custo Unitário Custo Total 
Painel fotovoltaico 11 R$ 876,00 R$ 9.636,00 
Inversor 1 R$ 5.570,70 R$ 5.570,70 
Equipamentos e instalação do medidor - - R$ 510,00 
Instalação do sistema e equipamentos adicionais - - R$ 1.824,00 
Total R$ 17.540,70 
 
 
 
 
 
Tabela 9- Cálculos da análise financeira 
Ano 
Consumo médio 
anual (kWh) 
Gasto 
Anual (R$) 
Energia gerada por 
ano (kwh) 
Diferença 
(kwh) 
Fluxo de caixa Saldo 
0 -R$ 17.540,70 -R$ 17.540,70 
1 3048,6 R$ 1.619,48 3573,913 525,313 R$ 1.619,48 -R$ 15.921,22 
2 3048,6 R$ 1.619,48 3545,322 496,722 R$ 1.619,48 -R$ 14.301,75 
3 3048,6 R$ 1.619,48 3516,959 468,359 R$ 1.619,48 -R$ 12.682,27 
4 3048,6 R$ 1.619,48 3488,824 440,224 R$ 1.619,48 -R$ 11.062,79 
5 3048,6 R$ 1.619,48 3460,913 412,313 R$ 1.619,48 -R$ 9.443,31 
6 3048,6 R$ 1.619,48 3433,226 384,626 R$ 1.619,48 -R$ 7.823,84 
7 3048,6 R$ 1.619,48 3405,760 357,160 R$ 1.619,48 -R$ 6.204,36 
8 3048,6 R$ 1.619,48 3378,514 329,914 R$ 1.619,48 -R$ 4.584,88 
9 3048,6 R$ 1.619,48 3351,486 302,886 R$ 1.619,48 -R$ 2.965,40 
10 3048,6 R$ 1.619,48 3324,674 276,074 R$ 1.619,48 -R$ 1.345,93 
11 3048,6 R$ 1.619,48 3298,076 249,476 R$ 1.619,48 R$ 273,55 
12 3048,6 R$ 1.619,48 3271,692 223,092 R$ 1.619,48 R$ 1.893,03 
13 3048,6 R$ 1.619,48 3245,518 196,918 R$ 1.619,48 R$ 3.512,50 
14 3048,6 R$ 1.619,48 3219,554 170,954 R$ 1.619,48 R$ 5.131,98 
15 3048,6 R$ 1.619,48 3193,798 145,198 R$ 1.619,48 R$ 6.751,46 
16 3048,6 R$ 1.619,48 3168,247 119,647 R$ 1.619,48 R$ 8.370,94 
17 3048,6 R$ 1.619,48 3142,901 94,301 R$ 1.619,48 R$ 9.990,41 
18 3048,6 R$ 1.619,48 3117,758 69,158 R$ 1.619,48 R$ 11.609,89 
19 3048,6 R$ 1.619,48 3092,816 44,216 R$ 1.619,48 R$ 13.229,37 
20 3048,6 R$ 1.619,48 3068,074 19,474 R$ 1.619,48 R$ 14.848,85 
21 3048,6 R$ 1.619,48 3043,529 -5,071 R$ 1.616,78 R$ 16.465,63 
22 3048,6 R$ 1.619,48 3019,181 -29,419 R$ 1.603,85 R$ 18.069,48 
23 3048,6 R$ 1.619,48 2995,027 -53,573 R$ 1.591,02 R$ 19.660,50 
24 3048,6 R$ 1.619,48 2971,067 -77,533 R$ 1.578,29 R$ 21.238,79 
25 3048,6 R$ 1.619,48 2947,299 -101,301 R$ 1.565,66 R$ 22.804,45 
 
 Realizamos ainda, no Excel, o cálculo do VPL (valor presente líquido) e obtivemos um 
valor de R$ 17.264,95, ou seja, o investimento geraria lucro. 
 
9 – Conclusão 
 Com este trabalho pudemos aplicar vários conceitos vistos em sala de aula e ampliar 
nossa visão sobre energias renováveis através das pesquisas realizadas. Para a situação 
apresentada neste trabalho, concluímos que a implantação do sistema fotovoltaico seria 
vantajosa. Pudemos observar que o sistema se pagaria em, aproximadamente, 11 anos. Ou 
seja, teria ainda 14 anos de uso onde haveria lucro. Além disso, encontramos um VPL de R$ 
17.264,95, comprovando a lucratividade da instalação do sistema. Outra observação 
importante a ser feita é o fato deste tipo de energia ser relativamente nova e pouca 
desenvolvida no Brasil. Portanto, a tendência ao longo dos anos é que este tipo de geração de 
energia se torne cada vez mais lucrativo devido ao desenvolvimento de painéis mais eficientes, 
redução de custos, etc. 
10 – Referências Bibliográficas 
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como-funciona.html 
 EPE. Disponível em: 
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 PORTAL ENERGIA. Disponível em: http://www.portal-energia.com/principais-tipos-de-
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 MINHA CASA SOLAR. Disponível em: 
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de-260w-jinko-solar---jkm260p 
 MINHA CASA SOLAR. Disponível em: 
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 CEMIG. Disponível em: 
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