pre projeto final

Prévia do material em texto

INSTITUTO DE ENSINO SUPERIOR DO ACRE – IESACRE
DAVID DA SILVA ARAÚJO
VIABILIDADE ECONÔMICA DE UM SISTEMA DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICO: ESTUDO DE CASO DE UMA RESIDÊNCIA UNIFAMILIAR EM RIO BRANCO/AC
Rio Branco/AC
2018
DAVID DA SILVA ARAÚJO
VIABILIDADE ECONÔMICA DE UM SISTEMA DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICO: ESTUDO DE CASO DE UMA RESIDÊNCIA UNIFAMILIAR EM RIO BRANCO/AC
Projeto de Pesquisa apresentada para obtenção do título de bacharel em Engenharia civil, na Faculdade União Educacional do Norte – Uninorte.
Orientador: Prof. Esp. Gilberto Lucas de Oliveira 
Co-orientador: Prof. Esp. Pedro Bonfim Segobia
Rio Branco/AC
2018
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Incidência solar anual mundial .................................................................10
Figura 2 - Sistema isolado ........................................................................................12
Figura 3 - Sistema conectado à rede ........................................................................13
LISTA DE ABREVIATURAS
SFCR – Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede
ABINEE – Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica
ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica
TCC – Trabalho de Conclusão de Curso
UNINORTE – União Educacional do Norte
ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica
IESACRE – Instituto de Ensino Superior do Acre
BNDS – Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social 
LISTA DE SIGLAS
AC - Acre
ON GRID – Sistemas Conectados à Rede
Payback - Período de Retorno do Investimento
SFV – Sistema Fotovoltaico
VPL – Valor Presente Líquido
FC – Fluxo de Caixa (Cash Flow em inglês) 
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO
A eletricidade está pontualmente vinculada aos avanços científicos tecnológicos, seu uso é vital nos dias de hoje, todavia, para atender à exigência da energia elétrica de uma nação, é primordial produzi-la em grande proporção.
A energia solar é vista mundialmente como uma tecnologia promissora, desta forma, conforme Enio et al (2006, p. 10), apresentam benefícios a longo prazo para um país, como a viabilização do desenvolvimento de regiões remotas, a regulação da oferta de energia em períodos de seca, a diminuição da utilização e dependência de fontes de energias poluentes e a redução da emissão de gases de efeito estufa.
Consoante Abinee (2012, p. 92), a exploração de energia fotovoltaica torna-se cada vez mais uma oportunidade no Brasil, não apenas pelos elevados índices de radiação solar, mas também pelo aumento da eficiência e a queda dos valores dos módulos fotovoltaicos e sistema fotovoltaico a nível mundial. Em edificações, os sistemas fotovoltaicos conectados à rede podem atuar simultaneamente com o sistema de distribuição, reduzindo a carga, como por exemplo os equipamentos de 
ar condicionado. Esse sistema pode ser instalado em telhados, coberturas, janelas, entre outros. 
TEMA
Viabilidade Econômica de um Sistema de Energia Solar Fotovoltaico: Estudo de Caso de uma Residência Unifamiliar em Rio Branco/AC.
PROBLEMA
A instalação de um sistema de geração de energia solar fotovoltaico conectado à rede na residência unifamiliar é financeiramente viável?
HIPÓTESES
Alto custo para implantação do sistema.
Falta de incentivo do poder público em relação a concessão de crédito.
OBJETIVOS
Geral
O objetivo deste trabalho é verificar a viabilidade econômica da implantação e funcionamento de um sistema de energia solar fotovoltaica para uma residência no município de Rio Branco/AC.
Específicos
Verificar se a instalação de um SFCR diminui o preço da tarifa de energia elétrica da residência.
Averiguar se o investimento de implantação do sistema é viável ou não viável.
Determinar o tempo necessário para o retorno do capital investido.
 Verificar se o excesso de energia produzida pelo sistema será aplicado na rede de energia elétrica, após reembolsado na forma de créditos de energia pela concessionária da região.
JUSTIFICATIVA
Devido ao grande aumento da demanda de energia elétrica e o cuidado com a preservação ambiental, procura-se novos meios de geração de energia elétrica com o propósito de reduzir a necessidade de fontes poluentes ao meio ambiente. Haja vista que a origem das tradicionais fontes de energia elétrica ainda tem como a base de matriz energética poluentes, atenta-se ao aumento da atuação de fontes alternativas de energia elétrica, em evidência a energia solar fotovoltaica.
Com a elevação do preço da energia, empresas e proprietários de residências tem buscado alternativas para diminuir os gastos com a energia elétrica, para amenizar os custos, uma das soluções é a implementação de um sistema de geração de energia fotovoltaica.
REFERENCIAL TEÓRICO
Para fundamentar a pesquisa serão abordados os seguintes temas: energia elétrica, energia solar fotovoltaica, sistemas fotovoltaicos, elementos básicos do SFCR e estudo de viabilidade econômica. 
ENERGIA ELÉTRICA
 A eletricidade tem desempenhado um papel muito importante para a humanidade, desde a sua descoberta. O mundo é movido a eletricidade seja ela usada em meios para nos locomover, ou até mesmo para nosso conforto, bem-estar, saúde, segurança e etc. Conforme Freitas e Zancan (2010, p.13), a energia é definida como:
Fisicamente, energia é a capacidade de realizar trabalho. Entende-se por trabalho um processo de transformação. Assim, o princípio da conservação de energia define que a energia não pode ser criada nem destruída, somente transformada. Em função das transformações que sofrer, a energia pode se apresentar sob as mais diferentes formas (FREITAS; ZANCAN, 2010, p. 13).
Em seu benefício e sobrevivência o homem criou mecanismos, com tais ações o descobrimento de fontes energéticas disponíveis em seu meio, na quais foram separadas em renováveis e não renováveis.
Consoante Villalva e GazoIi (2012) as fontes renováveis são aquelas que não são provenientes de recursos conhecidamente limitados, isto é, o seu uso não seja esgotado. Sob outra perspectiva as fontes não renováveis são caracterizadas por serem de combustível fóssil e mineral, logo com o seu uso irá se esgotar.
O composto das fontes de energia renovável e não renovável disponível em um país seja para produção ou consumo é chamada de matriz energética, em melhor compreensão é a representação de quantidade de oferta de energia elétrica de um país ou região.
Energia Solar Fotovoltaica no Brasil
 
“A energia gerada pelo sol pode ser convertida em energia elétrica, através do efeito fotovoltaico, que se baseia na transformação direta da energia solar em energia elétrica”. (Villalva; Gazoli, 2012, p.21).
 [...] os sistemas fotovoltaicos têm a capacidade de captar diretamente a luz solar e produzir corrente elétrica. Essa corrente é coletada e processada por dispositivos controladores e conversores, podendo ser armazenada em baterias ou utilizada diretamente em sistemas conectados à rede elétrica. 
O território brasileiro apresenta grande potencial de geração de energia solar fotovoltaica, resultado das notáveis taxas de irradiação solar, Figura 1.
 
Figura 1 - incidência solar anual mundial
Fonte: SolarGIS 2013
De acordo com a Figura 1, pode-se observar que o Brasil é beneficiado com elevadas taxas de irradiação solar. As regiões Centro-Oeste e Nordeste são as regiões do país que tem a maior incidência solar, porem as regiões do norte e sudeste apresentam índices bem satisfatórios. A região Sul do Brasil é a menos privilegiada, entretanto, se for feito uma comparação com países que fazem o uso de energia solar fotovoltaica em grande escala, o Sul ainda assim apresenta índices superiores a eles.
Por muito tempo, a EFV ficou em segundo plano no Brasil devido a falta de 
regularizaçãoe normatização, a falta de incentivo por parte do poder público, o elevado custo do sistema do sistema fotovoltaico, são os principais fatores para o não crescimento da tecnologia.
Contudo nos últimos anos a EFV vem em uma grande crescente no Brasil, incentivada por novas resoluções normativas que entraram em vigor em 17 de abril de 2012 (Resolução Normativa nº 482) estabelecida pela a ANEEL e governamental através de bancos como a Caixa Econômica Federal, Banco do Brasil e BNDS, através da abertura de crédito para poder financiar o sistema de energia solar fotovoltaica.
 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS 
 Os sistemas fotovoltaicos estão divididos em 2 grupos principais, que são os isolados e os conectados à rede. Normalmente, a escolha dos seus componentes acatará o tipo na qual o sistema é adequado. Os sistemas têm como diferença, o uso ou não de acumuladores de energia. 
Sistemas Isolados 
Basicamente o sistema isolado pode ser funcionado de duas maneiras, a primeira que se aplica a energia fotovoltaica em uma só unidade consumidora e a segunda, toda energia produzida pode ser compartilhada por mais de uma unidade consumidora. Figura 2.
Os sistemas isolados podem ser individuais ou em miniredes. No primeiro caso a geração é exclusiva para atendimento de uma única unidade consumidora, enquanto que no caso de minirede, a geração é partilhada entre um pequeno grupo de unidades consumidoras que estão geograficamente próximas umas das outras (PINHO; GALDINO, 2014, p.257).
Figura 2 - Sistema Isolado
Fonte: SUNERGIA, 2018.
Conforme a Figura 2 durante todo o dia a produção de energia é armazenada em baterias. Consequentemente por não ser ligado à rede, não se pode usar mais energia continua do que é fornecido pelos painéis. O sistema isolado é mais usual em zonas remotas, onde não há abastecimento de energia elétrica pela distribuidora local. Sendo empregado para o bombeamento de água, funcionamento de cercas elétricas, geladeiras, televisão e etc.
Sistema Conectado à Rede
De acordo com a Figura 3 o sistema on grid está sempre conectado à rede elétrica, por esta razão, toda vez que a geração de energia for maior que a consumida, este restante será alocado na rede elétrica, assim, gerando créditos na fatura, mas se o consumo for superior ao gerado, à rede elétrica irá compensar. (ENEL X, 2016).
Figura 3 – Sistema conectado à rede
Fonte: ENEL X 2016
Atualmente o sistema conectado à rede é o mais usual, pois além de gerar créditos e descontos os mesmos podem ser direcionados a outras unidades consumidoras. Não é necessário grandes espaços para armazenar baterias, ao contrário dos sistemas isolados que necessitam de uma área considerável para o armazenamento das mesmas, além de serem mais eficiente no espaço urbano.
 Estudo de Viabilidade Econômica
A verificação de viabilidade econômica é apontada como a soma de técnicas que tem como objetivo detectar quais serão os ganhos previstos em um determinado projeto, comparando o investimento necessário para o cumprimento do tal com o propósito de analisar se o projeto é viável ou não para a sua realização.
Payback
Payback é o termo usado para determinar o tempo transcorrido do momento em que é aplicado um capital, até o tempo em que os rendimentos acumulados se igualam ao valor investido. Seu cálculo envolve uma fórmula simples, que usa a seguinte formula:
 eq. (1)
Onde:
n = Número de anos;
Io = Investimento inicial;
FCn = Fluxo de caixa do ano de referência 
Valor Presente Liquido 
O VPL é muito utilizado como parâmetro na análise de viabilidade financeira de um projeto. Seu cálculo consiste na subtração do valor inicial do valor atual da somatória dos fluxos de caixa, considerando uma taxa de juros adequada, tendo em vista que o dinheiro investido no início do projeto não tem o mesmo valor do atual. Portanto, se o investimento inicial for menor que a soma de todos os fluxos de caixa, o VPL é positivo, ou seja, aceitável, entretanto se o investimento inicial for maior que a soma do fluxo de caixa, o VPL será negativo prontamente deve-se rejeitar o projeto. Seu cálculo se dá pela fórmula abaixo:
 
 eq. (2)
Onde: 
𝐹𝐶𝑛 = Fluxo de caixa para n períodos;
𝑃𝑉 𝑜 = Valor do investimento inicial;
n = Número de anos; 
i = Taxa de juros. 
3. METODOLOGIA
3.1 TIPO DE ESTUDO
O presente projeto de pesquisa está classificado como pesquisa aplicada, segundo Prodanov e Freitas (2013, p. 51) “objetiva gerar conhecimentos para aplicação prática dirigidos à solução de problemas específicos. Envolve verdades e interesses locais”.
A pesquisa se denomina como quantitativa, já que se trata de um estudo de viabilidade da aplicação direta dos seus resultados em razão dos aspectos mensuráveis em relação a área, capacidade de geração, perda, depreciação do sistema, irradiação solar, entre outros.
3.2 ANALISE DE DADOS
Será feita a média de consumo anual da residência. Posteriormente será feito o estudo de quantos anos o valor investido abaterá na conta de energia e se o investimento irá ser recuperado antes da vida útil do sistema que é de 25 anos.
CRONOGRAMA 
	Fases
	Ano 2018/ Mês
	
	Jul
	Ago
	Set
	Out
	Nov
	Dez
	Montagem do projeto de pesquisa
	
	
	
	
	
	
	Levantamento bibliográfico
	
	
	
	
	
	
	Análise e revisão do material
	
	
	
	
	
	
	Leituras e fichamentos
	
	
	
	
	
	
	Redação primeiro capítulo
	
	
	
	
	
	
	Redação segundo capítulo
	
	
	
	
	
	
	Redação terceiro capítulo
	
	
	
	
	
	
	Introdução e Considerações finais
	
	
	
	
	
	
	Revisão
	
	
	
	
	
	
	Apresentação e defesa pública
	
	
	
	
	
	
	Entrega da redação final
	
	
	
	
	
	
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABINEE. Proposta para inserção de energia fotovoltaica na matriz elétrica Brasileira. São Paulo, 2012.
______. Agência Nacional de Energia Elétrica. Registros de Micro e Minigeradores distribuídos efetivados na ANEEL. Brasília. 2016. Disponível em: http://www2.aneel.gov.br/scg/rcgMicro.asp>. Acesso em: 25 set. 2018.
ENIO, Pereira et al. Atlas Brasileiro de energia solar. São José dos Campos: INPE, 2006.
ENEL X. Tudo sobre energia solar: Tipos de sistema (on grid e off grid), ENEL X, 01 jun. 2016. Disponível em: https://www.enelx.com.br/blog/2016/06/energia-solar-tipos-de-sistema-on-grid-e-off-grid>. Acesso: 26 set. 2018.
FREITAS, José Abílio de; ZANCAN, Marcos Daniel. Eletricidade. 3. Ed. Santa Maria: Universidade Federal de Santa Maria: Colégio Técnico Industrial de Santa Maria, 2010.
PINHO, João Tavares; GALDINO, Marco Antônio. Manual de Engenharia para sistemas fotovoltaicos. Rio de Janeiro: CEPEL – CRESESB, 2014.
SUNERGIA. Energia solar off grid| sistema isolado desconectado à rede, SUNERGIA, 01 fev. 2018. Disponível em: https://sunergia.com.br/blog/energia-solar-off-grid-sistema-isolado-desconectado-a-rede/>. Acesso: 26 set. 2018.
SOLARGIS. Download solar resource maps and GIS data dor 180+ countries, SOLARGIS, 2013. Disponível em: https://solargis.com/maps-and-gis-data/download/world>. Acesso: 27 set. 2018.
VILLALVA, Marcelo Gradella; GAZOLI, Jonas Rafael. Energia Solar Fotovoltaica: Conceitos e Aplicações. 1.ed. São Paulo: ÉRICA, 2012.
PRODANOV, Cleber Cristiano; FREITAS, Ermani Cesar de. Metodologia do trabalho científico: métodos e técnicas da pesquisa e do trabalho acadêmico. 2. ed. Novo Hamburgo: Feevale, 2013.