Apostila Projetista energia solar

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Treinamento Módulo 1
Projetista Solar Fotovoltaico
Grupo
Internacional 25 anos
CENÁRIO ENERGÉTICO
1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.1. Resoluções Aneel 482/12, 687/15 e Revisões Extraordinárias;
1.2. Atualização Normativa e Perspectivas da Revisão para 2019;
1.3. Tipologias de Compensação de Energia: Autoconsumo, Autoconsumo Remoto, Geração Compartilhada e
Empreendimento com Múltiplas Unidades Consumidoras;
1.4. Estrutura Tarifária dos Grupos A e B: Tarifa Convencional e Horo-sazonal;
1.5. Análise dos Componentes Tarifários: Consumo na Ponta e Fora-ponta, Demanda Contratada, Sistema de
Bandeiras Tarifárias;
1.6. Cálculo da Necessidade Energética a Partir da Análise do Histórico de Consumo;
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.1. Cálculo da Potência Requerida;
2.2. Componentes de uma USF;
2.2.1. Painel Fotovoltaico: Forma Construtiva, Tipos de Células Fotovoltaicas, Tendências;
2.2.2. Inversor Fotovoltaico: Aspectos Construtivos (Micro Inverter, Convencional e Híbrido), Tipos (Monofásico
e Trifásico), Aplicações;
2.3. Características do Arranjo Fotovoltaico: Orientação, Inclinação, Sombreamento, e Mismatch;
2.4. Dimensionamento da Potência Instalada da USV e Cálculo da Geração de Energia;
3. Análise de Condutores e Proteções
3.1. Dimensionamento do Cabeamento CC;
3.2. Proteções;
3.3. Dispositivos de Proteção CC;
4. Tramite perante a Concessionária
4.1. Etapas
4.2. Documentação Requerida pela Concessionária
4.3. Utilização do Portal de Clientes Corporativos
5. Técnicas de Vendas Consultivas
5.1. Cenários do Mercado Fotovoltaico;
5.2. Modelos de Negócios;
5.3. Venda Consultiva;
INTRODUÇÃO
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O Brasil possui uma previsão de crescimento constante em sua necessidade energética o que traz a
necessidade de aumento na matriz de geração de energia, que atualmente [e majoritariamente hídrica,
contudo hoje nos deparamos com uma situação onde esgotamos nosso potencial de construir novas usinas
hidroelétricas de grande porte, então só nos resta como opção investir em fontes de geração não-renováveis
como gás natural, carvão, nuclear; ou fontes de geração renováveis como eólica, biomassa e solar. Na busca
do incentivo a melhoria da matriz, em 2012 apareceu a modalidade de geração distribuída, onde a iniciativa
privada instala seus próprios geradores conectados à rede da distribuidora independente da potência a ser
instaladas.
Acima temos uma previsão do crescimento da matriz energética brasileira em um período de 10 anos, onde 
podemos observar que o a grande expectativa de crescimento está depositada nas fontes de energia 
renováveis.
 Como a geração distribuída conta principalmente com recursos da iniciativa privada, um forte indicativo que 
este setor terá com a disposição de investir na geração de sua própria energia, está na evolução do preço da 
energia que é pago no Brasil, vide o histórico de preços da energia em comparação com a evolução acumulada 
de indicadores como o PIB, IPCA e IGPM.
CENÁRIO ENERGÉTICOINTRODUÇÃO
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Nós também contamos com uma excelente situação de alta disponibilidade de irradiação solar.
Como podemos observar nos mapas de potencial solarimétrico acima, o pior ponto identificado no Brasil é 
melhor que o melhor local na Alemanha, que até 2016 era o pais com a maior potência instalada de energia solar 
no mundo, e hoje está atrás da China e EUA. 
No Brasil a fonte solar fotovoltaica ainda representa muito pouco em nossa matriz energética, a geração 
distribuída representa apenas menos que 0,5% do total, mas vemos que o crescimento mostra-se muito 
expressivo, vide abaixo. 
CENÁRIO ENERGÉTICOINTRODUÇÃO
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Abaixo vemos também a projeções de crescimento da geração distribuída até 2024, considerando apenas os 
segmentos residencial e comercial.
CENÁRIO ENERGÉTICOINTRODUÇÃO
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Localmente contamos com ações que incentivam o crescimento das iniciativas de energias renováveis. Dentre 
estas ações destacam-se:
• O Programa denominado PE Sustentável (Lei 14.666, de 18/05/2012) – e os Decretos 33.547/2009, 37.144/2011 
e 37.948/2012 – fomenta ações de melhores práticas de sustentabilidade ambiental nas empresas e 
comunidades produtivas do Estado, com incentivos fiscais e a criação do FEHEPE (Fundo de Eficiência Hídrica e 
Energética de Pernambuco) que visa o financiamento de projetos de energia renovável;
• Financiamento de estudos e projetos diretamente ligados aos fins do PE Sustentável;
• Realização do primeiro leilão de energia solar fotovoltaica do País;
• Criação do Programa PE Solar, que financia a instalação de equipamentos para o aproveitamento da energia 
solar em unidades consumidoras industriais e comerciais de micro e pequeno porte, ao mesmo tempo que 
incentiva a criação de empresas locais para atender a esta demanda;
Este ano tivemos o lançamento do Atlas Solar e Eólico de Pernambuco que conta com informações relevantes 
atualizadas a respeito da estrutura estadual, características e potencias energéticos.
CENÁRIO ENERGÉTICOINTRODUÇÃO
Neste curso temos o objetivo de capacitar os participantes a atuar no mercado de geração solar fotovoltaica: 
dimensionando o potencial requerido a ser instalado, elaborando projetos executivos de usinas solares, 
entendendo o relacionamento que deve ser mantido com as distribuidoras de energias e as características 
comerciais típicas.
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RESOLUÇÃO NORMATIVA 482/2012
Desde 17 de abril de 2012, quando entrou em vigor a Resolução Normativa ANEEL nº 482/2012, o consumidor 
brasileiro pode gerar sua própria energia elétrica a partir de fontes renováveis ou cogeração qualificada com o 
sistema conectado à rede de distribuição podendo inclusive fornecer o excedente para a rede de distribuição de 
sua localidade, iniciando o sistema de compensação de créditos de kWh. Trata-se da micro e da minigeração 
distribuídas de energia elétrica, inovações que podem aliar economia financeira, consciência socioambiental e 
autossustentabilidade.
Nesta resolução foram adotadas as definições de microgeração (para sistemas de até 100kW) e minigeração 
(para sistemas de 100kW até 1MW). Foi passada a responsabilidade de adequação dos sistemas para as 
distribuidoras por conta do acesso de microgeração e minigeração distribuída ao Sistema Interligado Nacional. 
Foi nessa Resolução que foi definido o Sistema de Compensação de Energia Elétrica, o net metering.
Para entender o net metering, é necessário estar familiarizado com as definições de Baixa e Média Tensão, Taxa 
de Disponibilidade, Demanda e Demanda Contratada e horários de Ponta e Fora Ponta.
a. Baixa Tensão – Unidades consumidoras que recebem tensão da concessionária em um nível abaixo de 1.000 
V.
b. Média Tensão – Unidades consumidoras que recebem tensão da concessionária em um nível entre 1.000 V e 
72.500 V.
c. Taxa de Disponibilidade – A concessionária cobra uma taxa por garantir o fornecimento de energia elétrica das 
unidades consumidoras na Baixa Tensão. Essa taxa representa o consumo mínimo que será cobrado pela 
concessionária e varia de acordo com o número de fases do circuito da unidade, como mostra a Tabela a seguir.
1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.1. Resoluções Aneel 482/12, 687/15 e Revisões Extraordinárias
A Taxa de Disponibilidade representa o consumo mínimo da unidade. Caso ela consuma mais que esse mínimo, 
ela será cobrada somente pela energia consumida. Essa cobrança é referente somente ao consumo de energia, 
não levando em consideração os impostos e contribuição municipal.
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d. Demanda e Demanda Contratada – Na Média Tensão não é cobrada a Taxa de Disponibilidade como acontece 
na Baixa Tensão. Em seu lugar é cobrada a Demanda Contratada. Definidas na REN n° 414/2010, Demanda é a 
quantidade de potência absorvida da rede pela unidade consumidora em um intervalo de tempo especificado. 
Demanda Contratada é a Demanda que a concessionária deve obrigatoriamente disponibilizar à unidade.Nesse caso, a unidade não pode consumir mais potência do que a Demanda que contratou, estando sujeita a 
multa caso contrário. E dela será cobrada a Demanda Contratada, seja ela utilizada ou não durante o período do 
faturamento, além do consumo propriamente dito.
e. Horários de Ponta e Fora Ponta – O consumo de energia elétrica das unidades consumidoras não é constante, 
existem horários em que o consumo é maior e outros em que o consumo é menor. Entretanto, se o período de 
maior consumo de várias unidades coincide, a concessionária pode ser obrigada a operar no seu limite ou então 
ter que expandir a capacidade do seu sistema podendo acarretar prejuízos financeiros e até ambientais. Então, 
para estimular o equilíbrio do período de pico de demanda das unidades consumidoras e reduzir o teto de 
consumo total no horário de pico, foram criados os Horários de Ponta e Fora Ponta, também chamados de 
Postos Tarifários.
Nos horários de Fora Ponta, a cobrança se dá com uma tarifa que incentive o consumo naquele horário, já nos 
horários de Ponta há um acréscimo do valor da energia. A relação entre os valores é chamada de Fator de 
Correção de Posto Tarifário. Os horários de Ponta e Fora Ponta e o Fator de Correção de Posto Tarifário podem 
variar entre cada concessionária. Uma possível forma de cobrança diferenciada por conta de Postos Tarifários, 
por exemplo, um horário de Ponta entre 17:30h e 21:29h.
Agora que as definições foram explicitadas vamos definir o net meetering.
Sistema de Compensação de Energia Elétrica (Net Metering): 
A quantidade de energia elétrica ativa gerada por uma unidade consumidora através de geração distribuída é 
abatida do consumo a ser faturado, por posto horário. E se a quantidade de energia gerada superar a 
consumida, o excedente poderá ser descontado em até 36 meses (Res 486), a partir da data da fatura.
Assim, o sistema elétrico funciona como uma bateria, que armazena a energia gerada por uma unidade 
consumidora para ser consumida posteriormente, utilizando à noite a energia gerada durante o dia, por 
exemplo.
1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.1. Resoluções Aneel 482/12, 687/15 e Revisões Extraordinárias
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Nos casos em que a unidade consumidora gerar créditos excedentes, o consumidor ainda estará sujeito à Taxa 
de Disponibilidade de Energia, cujo valor depende do tipo de conexão da unidade. Essa taxa não gera créditos, é 
usada somente para consumo. Nos meses em que a geração seja menor que o consumo, o pagamento da Taxa 
de Disponibilidade é considerado antes de descontar os créditos acumulados.
Nesta Resolução o prazo para utilizar os créditos em kWh injetados na rede era de 36 meses.
RESOLUÇÃO NORMATIVA 517/2012
Altera a REN nº 482/2012 e o Módulo 3 do PRODIST, que trata do acesso ao sistema de distribuição. Com ela, 
permite-se compensar a energia elétrica ativa gerada em uma unidade consumidora diferente da unidade 
onde ela foi gerada, desde que possuam o mesmo titular e pertençam ao mesmo agente distribuidor. Esse 
modelo, chamado de Autoconsumo Remoto, será explicado junto com os outros modelos na REN nº 687.
Ainda, limita-se a potência instalada da microgeração e minigeração distribuída de acordo com sua unidade 
consumidora. Consumidores do grupo A estão limitados à sua demanda contratada e do grupo B, à sua carga 
instalada. Para saber a carga instalada de uma unidade consumidora do grupo B, utilize a fórmula abaixo.
1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.1. Resoluções Aneel 482/12, 687/15 e Revisões Extraordinárias
Onde C = Carga Instalada
 Vdg = Nível de tensão da rede fase-neutro
 Idg = Corrente máxima do disjuntor geral
 N = Número de fases do sistema (ex. Bifásico = 2)
Exemplo: Numa residência (grupo B) atendida pela concessionária a um nível de tensão de 220/127 V e tipo de 
conexão bifásica encontra-se um disjuntor de 40 A. A carga instalada nessa unidade consumidora, se encontra 
a seguir:
C = 127 x 40 x 2 = 10.160 W ou 10,16 kW
Outras adições que esta revisão trouxe foi a previsão de extinção dos créditos em kWh existentes no ato de 
encerramento do contrato entre o consumidor e a distribuidora, e que devem constar na fatura de energia as 
informações do saldo de créditos de kWh e a previsão de expiração dos mesmos.
C = Vdg x Idg x N
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RESOLUÇÃO NORMATIVA 687/2015
A Resolução Normativa ANEEL nº 687/2015 é a revisão ordinária mais atual, no que concerne geração 
distribuída, reunindo as alterações dos módulos 1 e 3 do PRODIST com a reformulação da REN 482/2012, 
alterando condições de microgeração e minigeração, o Sistema de Compensação de Energia Elétrica, além de 
criar novas regras.
Segundo as novas regras, que começaram a valer em 1º de março de 2016, é permitido o uso de qualquer fonte 
renovável, além da cogeração qualificada, denominando-se microgeração distribuída a central geradora com 
potência instalada até 75 KW e minigeração distribuída aquela com potência acima de 75 kW e menor ou igual a 
5 MW (3 MW para hídricas), conectadas na rede de distribuição por meio de instalações de unidades 
consumidoras. 
Quando a quantidade de energia gerada em determinado mês for superior à energia consumida naquele 
período, o consumidor fica com créditos que podem ser utilizados para diminuir a fatura dos meses seguintes. 
De acordo com as novas regras, o prazo de validade dos créditos passou de 36 para 60 meses, sendo que eles 
podem também ser usados para abater o consumo de unidades consumidoras do mesmo titular situadas em 
outro local, desde que na área de atendimento de uma mesma distribuidora.
Outra inovação da norma diz respeito à possibilidade de instalação de geração distribuída em condomínios ou 
empreendimentos de múltiplas unidades consumidoras. Nessa configuração, a energia gerada pode ser 
repartida entre os condôminos em porcentagens definidas pelos próprios consumidores. A ANEEL criou ainda 
a figura da geração compartilhada, possibilitando que diversos interessados se unam em um consórcio ou em 
uma cooperativa, instalem uma micro ou minigeração distribuída e utilizem a energia gerada para redução das 
faturas dos consorciados ou cooperados.
Nas condições de adesão compete ao consumidor a iniciativa de instalação de micro ou minigeração distribuída 
– a ANEEL não estabelece o custo dos geradores e tampouco eventuais condições de financiamento. Portanto, 
o consumidor deve analisar a relação custo/benefício para instalação dos geradores, com base em diversas 
variáveis: tipo da fonte de energia (painéis solares, turbinas eólicas, geradores a biomassa, etc), tecnologia dos 
equipamentos, porte da unidade consumidora e da central geradora, localização (rural ou urbana), valor da 
tarifa à qual a unidade consumidora está submetida, condições de pagamento/financiamento do projeto e 
existência de outras unidades consumidoras que possam usufruir dos créditos do sistema de compensação de 
energia elétrica.
1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.1. Resoluções Aneel 482/12, 687/15 e Revisões Extraordinárias
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Esta revisão também instituiu que não é permitida a segmentação de usinas, onde por exemplo, existem 2 
usinas de 75 kWp em localidades diferentes ambas em nome do mesmo titular gerando de forma remota para 
um endereço deste mesmo titular, ao somar a potência das duas usinas vemos que a potência instalada é de 
150 kWp, esta potência indica a cobrança de Demanda, mesmo que cada usina isolada não tenha atingido a 
potência requerida.
Por fim, ficou definido que a responsabilidade técnica e financeira do sistema de medição do consumo é de 
responsabilidade da distribuidora.
RESOLUÇÃO NORMATIVA 786/2017
Se trata de uma revisão extraordinária que apenas trouxe alguns enquadramentos e esclarecimentos à redação 
da 687/15, como igualar a potência máxima das usinas hídricas às demais modalidades que é de 5 MW. 
Também vedou a possibilidade de enquadramentocomo micro ou minigeração de usinas que já tenha sido 
objeto de registro, concessão ou permissão na modalidade de Mecado Livre.
1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.1. Resoluções Aneel 482/12, 687/15 e Revisões Extraordinárias
1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.2Atualização Normativa e Perspectivas da Revisão para 2019
A REN 482/12 continua sendo a norma padrão que que serve de base para a Geração Distribuída, ela prevê 
revisões periódicas ordinárias, como foi o caso da REN 687; em 2019 estamos vivenciando o processo de 
elaboração de uma nova Revisão Ordinária.
Através da Nota Técnica nº 0062/2018 a ANEEL apresentou os principais tópicos para a abertura de discussões 
sobre o aprimoramento das regras do Sistema de Compensação de Energia Elétrica, regulamentado pela REN 
nº 482/2012. Abaixo seguem os resumos das atividades da revisão.
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1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.2Atualização Normativa e Perspectivas da Revisão para 2019
Estão previstos a criação de gatilhos correspondentes à potência instalada de energia, e eles estão divididos 
em Consumo Junto a Carga e Autoconsumo Remoto, são eles:
1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.3 Tipologias de Compensação de Energia: Autoconsumo, Autoconsumo Remoto,
Geração Compartilhada e Empreendimento com Múltiplas Unidades Consumidoras
AUTOCONSUMO OU GERAÇÃO JUNTO À CARGA
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1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.3 Tipologias de Compensação de Energia: Autoconsumo, Autoconsumo Remoto,
Geração Compartilhada e Empreendimento com Múltiplas Unidades Consumidoras
AUTOCONSUMO REMOTO 
EMPREENDIMENTO COM MÚLTIPLAS UNIDADES CONSUMIDORAS
GERAÇÃO COMPARTILHADA
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1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.4 Estrutura Tarifária dos Grupos A e B: Tarifa Convencional e Horo-sazonal
Postos Tarifários
Os postos tarifários são definidos para permitir a contratação e o faturamento da energia e da demanda de 
potência diferenciada ao longo do dia, conforme as diversas modalidades tarifárias. A regulamentação consta 
na Resolução Normativa ANEEL - REN nº 414/2010:
• Horário (posto) de ponta refere-se ao período composto por 3 (três) horas diárias consecutivas definidas pela 
distribuidora considerando a curva de carga de seu sistema elétrico, aprovado pela ANEEL para toda a área de 
concessão, com exceção feita aos sábados, domingos, e feriados nacionais;
• Horário (posto) fora de ponta refere-se ao período composto pelo conjunto das horas diárias consecutivas e 
complementares àquelas definidas no horário de ponta e intermediário (no caso da Tarifa Branca);
• Horário (posto) intermediário refere-se ao período de horas conjugadas ao horário de ponta, aplicado 
exclusivamente as unidades consumidoras optantes pela Tarifa Branca.
Existe também o horário especial (também conhecido como período reservado), aplicado às unidades 
consumidoras da subclasse rural irrigante ou aquicultura. O horário especial é o período de 8 horas e 30 minutos 
do dia, que abrange toda a madrugada, em que a carga destinada à irrigação ou aquicultura recebe um desconto 
na tarifa de acordo com a região em que se localiza e o grupo tarifário a que pertence. Esta regulamentação está 
na REN nº 414/2010, arts. 53-J, 53-L.
Grupo A
Os clientes classificados como média tensão são enquadrados neste grupo tarifário, a que estão submetidos 
consumo no horário de Ponta e Fora de Ponta, também são submetidos à contratação de Demanda. 
Detalharemos mais a análise destes no item 1.5 mais adiante.
Grupo B
a. Tarifa Convencional
Esta é a tarifa que é historicamente cobrada para consumidores classificados como Baixa Tensão, possui valor 
tarifário fixo independente do horário em que o consumo seja medido.
b. Tarifa Branca
Ao escolher a Tarifa Branca o consumidor passa a ter possibilidade de pagar valores diferentes em função da 
hora e do dia da semana. A partir de 01 de janeiro de 2019 a opção está disponível para as unidades 
consumidoras que são atendidas em baixa tensão (127, 220, 380 ou 440 Volts), denominadas de grupo B, tanto 
para novas ligações como para as existentes com consumo acima de 250 kWh/mês.
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1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.4 Estrutura Tarifária dos Grupos A e B: Tarifa Convencional e Horo-sazonal
Nos dias úteis, o valor Tarifa Branca varia, dentro da área de concessão, em três horários:
• Ponta (aquele com maior demanda de energia),
• Intermediário (via de regra, uma hora antes e uma hora depois do horário de ponta);
• Fora de ponta (aquele com menor demanda de energia). 
 
Na ponta e no intermediário, a energia é mais cara. Fora de ponta, é mais barata. Nos feriados nacionais e 
nos fins de semana, o valor é sempre fora de ponta.
Antes da criação da Tarifa Branca, havia apenas uma tarifa, a Convencional, que tem um valor único (em 
R$/kWh) cobrado pela energia consumida e é igual em todos os dias, em todas as horas. Veja a comparação 
nos gráficos abaixo.
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1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.5 Análise dos Componentes Tarifários: Consumo na Ponta e Fora-ponta,
Demanda Contratada, Sistema de Bandeiras Tarifárias
No item 1.1 nós conceituamos os componentes tarifários neste capítulo faremos algumas considerações e 
observações para que estejamos habilitados a fazer uma análise qualitativa do perfil de consumo de uma 
edificação. Abaixo temos como exemplo uma conta de energia de um cliente A4 horo-sazonal verde.
Temos: 1 – Descrição de Demandas, Consumos e demais despesas
 2 – Gráficos com Histórico dos últimos 12 meses
 3 – Classificação do Consumidor 16 
1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.5 Análise dos Componentes Tarifários: Consumo na Ponta e Fora-ponta,
Demanda Contratada, Sistema de Bandeiras Tarifárias
A. Demanda Contratada
Demanda é a capacidade dos equipamentos da rede 
de distribuição (transformadores, subestações, 
linha de transmissão, etc) que a distribuidora tem 
que dispor para atender ao consumo da edificação 
em todos seus horários, inclusive o de pico de 
consumo, este é um valor previamente contratado, e 
por norma limita o tamanho da usina. 
Na fatura da edificação (exemplo acima) ele aparece em na primeira e na última linha, a primeira é o pico de 
demanda atingido no período de leitura, caso este não atinja os 133 kW contratados o saldo será cobrado em uma 
tarifa menor na última linha, atenção pois este é um caso especial.
B. Consumo Ativo na Ponta
Este é o consumo no período de 17:30 à 21:29h, o qual 
possui a tarifa mais cara pois este é considerado o 
horário de pico de consumo da rede. Este consumo 
não é abatido dos créditos de geração de energia 
solar.
C. Consumo Ativo Fora Ponta
O consumo fora ponta é o que conseguimos abater 
com os créditos da geração de energia solar.
Iremos aprofundar a análise a respeito dos valores 
encontrados nesta alínea em tópicos mais adiante.
17 
1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.5 Análise dos Componentes Tarifários: Consumo na Ponta e Fora-ponta,
Demanda Contratada, Sistema de Bandeiras Tarifárias
D. Bandeiras Tarifárias
O sistema de Bandeiras foi instituído pela ANEEL 
visando remunerar a geração termoelétrica, que 
possui uma energia mais cara, quando esta compor a 
matriz de geração.
No exemplo ao lado tivemos a presença de duas 
bandeiras ao longo do período.
Desde o ano de 2015, as contas de energia passaram a trazer uma novidade: o Sistema de Bandeiras Tarifárias, 
que apresenta as seguintes modalidades: verde, amarela e vermelha – as mesmas cores dos semáforos – e 
indicam se haverá ou não acréscimo no valor da energia a ser repassada ao consumidor final, em função das 
condições de geração de eletricidade. Cada modalidade apresenta as seguintes características:
Bandeira verde: condições favoráveis de geração de energia.A tarifa não sofre nenhum acréscimo;
Bandeira amarela: condições de geração menos favoráveis. A tarifa sofre acréscimo de R$ 1,00 para cada 100 
quilowatt-hora (kWh) consumidos;
Bandeira vermelha - Patamar 1: condições mais custosas de geração. A tarifa sofre acréscimo de R$ 3,00 
para 100 cada kWh consumidos;
Bandeira vermelha - Patamar 2: condições ainda mais custosas de geração. A tarifa sofre acréscimo de R$ 
5,00 para cada 100 kWh consumidos.
Todos os consumidores cativos das distribuidoras serão faturados pelo Sistema de Bandeiras Tarifárias.
• Gráficos com Histórico dos últimos 12 meses
O primeiro gráfico mostra o consumo histórico do
Consumo Ativo na Ponta.
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1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.5 Análise dos Componentes Tarifários: Consumo na Ponta e Fora-ponta,
Demanda Contratada, Sistema de Bandeiras Tarifárias
O mesmo acontece no segundo gráfico, o qual
informa o histórico do Consumo Ativo Fora Ponta, 
para calcularmos a potência requerida da usina, 
devemos calcular a média destes valores.
O terceiro gráfico possui duas colunas, a branca 
informa o valor da Demanda Contratada (133 kW) 
e a coluna cinza mostra o histórico da Demandas 
Medidas. Devemos ter atenção a este indicador 
pois a ultrapassagem da Medida em relação à 
contratada acarreta em cobrança de multa.
1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.6 Cálculo da Necessidade Energética a Partir da Análise do Histórico de Consumo
Vamos tomar como exemplo dois casos de onde calcularemos o consumo energético que deve ser 
considerado durante o dimensionamento de uma usina solar fotovoltaica.
Exemplo 1. Edificação com tarifa A:
Tomemos o caso da edificação exposta no item 1.5, temos:
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1. Sistemas de Compensação de Energia e Estrutura Tarifária
1.6 Cálculo da Necessidade Energética a Partir da Análise do Histórico de Consumo
Neste caso, como tivemos duas bandeira tarifárias, para obtermos o Consumo Ativo Fora Ponta do mês atual 
temos que somar as duas linhas acima.
C = 9.220,2 +5.096,4 = 14.316,6 kWh
 Mas este número não é suficiente, Observe que este é o valor da última coluna do gráfico dos Consumos 
Ativos Fora da Ponta, neste gráfico vemos que há uma grande variação do consumo ao longo do ano, faz-se 
necessário calcular o consumo médio que é a média resultante dos valores deste gráfico, temos então:
Cméd1 = 12.608 kWh
 Exemplo 2.
Edificação com tarifa B:
 Vide a Conta Energética >
Observe a média dos últimos 12 meses no gráfico do Histórico de Consumo da Edificação.
Cméd1 =4.975,3 kWh
O consumo médio é o valor que deve ser tomado como base para calcular a potência instalada da usina solar
fotovoltaica a ser dimensionada.
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2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.1 Cálculo da Potência Requerida
Inicialmente tomemos as seguintes variáveis:
IRRADIAÇÃO SOLAR 
Os valores de irradiação solar que temos hoje são dados históricos que foram obtidos por satélites 
meteorológicos desde a década de 90, em casos específicos podemos instalar uma estação solarimétrica que irá 
medir as condições exatas daquele ponto, a partir destas medições foram elaborados diversos mapas 
solarimétricos, com várias informações de acordo com a época do ano. Para a realidade da Geração Distribuída 
dispomos de atlas solarimétricos bastante precisos que nos informam qual a irradiação em cada região do país e 
do mundo. 
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2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.1 Cálculo da Potência Requerida
Os painéis fotovoltaicos de silício geram uma quantidade de energia proporcional ao ângulo de incidência solar, 
tendo seu potencial máximo quando a incidência está à 90º (sol à pico), sabemos que ao longo do dia a angulação 
solar varia a todo instante, esta irradiação instantânea é medida em W/m2, e ela varia ao longo do dia (em horas) 
formando uma parábola, a potência de irradiação solar de determinado local é dada pela área desta parábola, que 
é a irradiação multiplicada pela quantidade de horas de sol (Wh/m2) (vide figura abaixo – à esquerda).
Contudo uma vez que o cálculo da parábola não é prático, então buscou-se uma visão simplificada para 
encontrarmos a potência de irradiação. Os mapas solarimétricos consideram como referência que a irradiação é 
constante ao longo do dia no valor de 1.000 W/m2, que equivale a irradiação do sol a pico conforme as STC 
(condições padrão de teste) e formam um retângulo que possui a mesma área da parábola de potência de 
irradiação solar; este retângulo terá então dois vértices, um é constante: a irradiância a pico de 1.000 W/m2; e o 
outro é variável: a quantidade de horas a pico (vide figura abaixo – à direita). Então o que os mapas solarimétricos 
nos informam é a quantidade de hora pico de cada localidade.
EFICIÊNCIA GLOBAL ESTIMADA DO SISTEMA FOTOVOLTAICO
Mais adiante vamos ver com mais detalhes os componentes de um sistema fotovoltaico, mas por hora vamos 
apenas abordar que estes possuem perdas por diversos fatores, como aquecimento dos cabos elétricos e 
equipamentos, poeira sobre os painéis, etc. Abaixo temos um gráfico que demonstra vários pontos de perdas.
22 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.1 Cálculo da Potência Requerida
PERDAS POR SOMBREAMENTO 
E SUJEIRA
PERDAS NO LADO DC
PERDAS NO INVERSOR
PERDAS NO LADO AC
23 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.1 Cálculo da Potência Requerida
PR = Consumo – Disponibilidade
Irradiação x Dias/mês x Eficiência
Dando continuidade aos exemplos 1 e 2 do item 1.6, considerando uma irradiação 5,4 kW/m2/dia, e uma
eficiência de 78%, temos:
Exemplo 01:
PR1 = 12.608 – 100
5,4 x (365/12) x 78%
PR1 = 97,63 kWp
Exemplo 02:
PR2 = 4.975,3 – 100
5,4 x (365/12) x 78%
PR2 = 38,05 kWp
Cada sistema possui suas características particulares ao local (ex: grau de empoeiramento), ao posicionamento 
dos painéis fotovoltaicos, se sofre sombreamento em algum período, temperatura ambiente, etc. Inicialmente 
vamos considerar que as perdas inerentes a um sistema fotovoltaico são em média 22%, logo a eficiência será de 
78%.
DIMENSIONAMENTO DA POTÊNCIA REQUERIDA
Podemos calcular a Potência Requerida de um sistema fotovoltaico quando tomamos o consumo médio em 
kWh, e dividimos pela irradiação que são as horas de sol a pico e aplicamos a eficiência do sistema.
Considerando que já vimos as definições de Consumo Médio (item 1.6) e Taxa de Disponibilidade (item 1.1.), 
temos a seguinte equação para calcular a Potência Requerida (PR):
24 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2 Componentes de uma USF On-grid
Um sistema fotovoltaico conectado à rede, também conhecido com On-grid, possui os seguintes componentes:
1. Painéis Fotovoltaicos;
2. Inversor On-Grid –Transforma a corrente contínua do painel em corrente alternada compatível com a
eletricidade da rede;
3. Medidor de Energia bidirecional;
4. Quadro de Distribuição de Energia;
5. Cabeamento; 
6. Carga de Consumo
Os sistemas On-grid geralmente não utilizam sistemas de armazenamento de energia, e por isso são mais
eficientes que os sistemas autônomos, além de, geralmente, serem mais baratos.
25
No geral, essas células individualmente têm uma tensão entre 0,5 e 0,8V, no caso da produzida com Silício. Dessa 
forma, as células são conectadas em série para que produzam uma tensão de um valor adequado para a utilização 
da mesma. As células são também consideradas muito frágeis e por esse motivo devem ter uma proteção 
mecânica e contra mudanças climáticas.
O número de células conectadas em um módulo, tanto em série quanto em paralelo, depende diretamente da 
tensão que será utilizada e da corrente elétrica que se deseja obter, a figura abaixo mostra essas configurações 
possíveis.
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.1 Painel Fotovoltaico
O painel ou módulo fotovoltaico é constituído por um arranjo de células, que utilizam do efeito fotovoltaicopara a 
produção de eletricidade, ou seja o aparecimento de uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura 
de material semicondutor, produzida pela absorção da luz. As células são ordenadas para que possam ser 
conectadas e assim sejam capazes de produzir uma tensão e corrente suficientes para a utilização da energia, do 
mesmo jeito que essa organização das células as protegem de qualquer situação que possa danificá-las.
Células fotovoltaicas de diferentes tecnologias.
(a) Silício monocristalino; (b) Silício policristalino e (c) Silício amorfo.
Esquema ilustrativo de (a) três células em série e
(b) três células em paralelo
26 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.1 Painel Fotovoltaico
No processo de fabricação desses módulos devemos dar importância ao tipo de células que serão utilizadas para 
que seja realizada a união das mesmas, devido a suas características elétricas, visto que a incompatibilidade das 
propriedades elétricas pode levar a produção de módulos de baixíssima qualidade, devido ao efeito de 
“descaimento elétrico” (mismatching), já que as células de menor corrente limitam o desempenho das outras 
células e assim a eficiência do módulo em geral é reduzida.
Em sistemas conectados à rede, os valores de tensão que devem ser atingidos variam consideravelmente e 
exigem a utilização da associação de muitos módulos em série, e é por esse motivo que podemos observar uma 
diversidade de tensões nominais nesse tipo de módulos
O mercado exige módulos rígidos ou flexíveis, de acordo com o tipo de célula utilizada. Os módulos rígidos, 
usualmente aplicam como base mecânica uma ou mais lâminas de vidro temperado, com um baixo teor de ferro, 
para uma melhor transmitância (razão entre a quantidade de luz que atravessa um meio e a quantidade de luz que 
sobre ele incide) à radiação solar. Podem também ter uma moldura com perfis de alumínio, que facilita a 
instalação do painel, ou sem a utilização de molduras, sendo o caso onde os módulos são utilizados como parte de 
uma construção ou revestimento.
O silício é o segundo material mais abundante na natureza, perdendo apenas para o oxigênio. Entretanto, o silício 
está naturalmente combinado a outros materiais, e se apresenta como dióxido de silício e silicatos. A areia e o 
quartzo são as formas mais comuns. A areia contém demasiado teor de impurezas para ser processada, já os 
depósitos de quartzito chegam a possuir 99% de Si. É essa areia sílica que é processada para a obtenção da 
matéria pura.
Para a utilização do silício como matéria prima para a fabricação das células fotovoltaicas, esse deve ser 
purificado. Após essa purificação, teremos criado um cristal de silício com até 99,9999% de pureza, que é um dos 
materiais mais puros produzidos pelo homem. É justamente esse processo de purificação que encarece a criação 
das células fotovoltaicas.
27 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.1 Painel Fotovoltaico
As células de silício cristalino são divididas em Monocristalino e Policristalino
a. Silício Monocristalino
Uma das formas de se obter o cristal único de silício, é através do método Czochralski. Durante esse processo, uma 
semente de cristal de silício é inserida numa caldeira com silício policristalino e, enquanto o conjunto gira 
lentamente, essa semente é erguida. A semente de silício orienta os átomos do mosto que se cristaliza em uma 
única formação cristalina, por isso o nome: monocristal. 
Após o corte do cristal em pastilhas, é depositado o fósforo, através de difusão de vapor a temperaturas entre 
800-1200°C, e criada a rede de contatos frontais e traseiras que recolherão os elétrons liberados pelo efeito 
fotovoltaico. Também é feito um tratamento antirreflexo na parte posterior.
Módulos com célula de silício monocristalino
e policristalino, respectivamente
b. Silício Policristalino
Um dos processos de criação de silício policristalino mais utilizado é o de fundição de lingotes, onde o silício em 
estado bruto é aquecido no vácuo até uma temperatura de 1.500°C e depois resfriado até uma temperatura de 
800°C. Pode-se aproveitar o processo de purificação do silício, e já adicionar o Boro. Nesse processo é utilizado 
menos energia. Serão criados blocos de silício de 40x40 cm² com altura de 30 cm. O processo segue como o do 
silício monocristalino, com o corte, tratamento antirreflexo e criação dos contatos frontais.
28 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.1 Painel Fotovoltaico
c. Filme Fino
Ao contrário das células de silício cristalino, onde primeiro se produz a lâmina de silício, depois a célula e 
finalmente o módulo, nos painéis de filmes finos todo o processo está integrado. As células de filmes finos são 
depositadas sobre o vidro, realizando a produção das células e dos módulos em uma única fase. Já os módulos 
flexíveis, o módulo utiliza um substrato de material flexível, que usualmente pode ser um polímero ou uma 
lâmina metálica. Dentre os materiais mais usados estão o silício amorfo hidrogenado (a-Si:H), o disseleneto de 
cobre e índio (CIS) ou disseleneto de cobre, índio e gálio (CIGS) e o telureto de cádmio (CdTe), este último 
mostrado na figura abaixo.
Módulo de filme fino, rígido, encapsulamento de vidro-vidro de telureto de cádmio (CdTe)
Atualmente, os módulos fotovoltaicos são produzidos em lugares inteiramente automatizados, evitando a 
manipulação humana. O aumento da fabricação de módulos fotovoltaicos tem ajudado a reduzir os preços e 
garantir uma manutenção de qualidade aos consumidores.
29 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.1 Painel Fotovoltaico
CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS PAINÉIS
Massa de Ar
Um módulo é geralmente identificado pela sua potência elétrica de pico (Wp), porém, deve ser levado em conta 
as características que são compatíveis com aplicação. Para definir a potência de pico de um módulo fotovoltaico 
é realizado um ensaio nas condições ideais (STC), considerando uma irradiação solar de 1000 W/m2 sob um 
espectro de radiação solar padrão para AM 1,5 e temperatura de célula de 25 °C, conforme ilustra a figura.
AM é a abreviação para “Air Mass”, ou seja, Massa de Ar e nada mais é do que a razão entre o caminho ótico 
percorrido pelos raios solares ao cruzar a atmosfera (SO) e o caminho vertical na direção do zênite (ZO), conforme 
a equação abaixo.
30 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.1 Painel Fotovoltaico
Gráfico de Tensão x Corrente
Devemos observar que as características elétricas que definem um módulo dependem diretamente das 
condições de temperatura e de irradiação. Quando o módulo fica posicionado direcionado para o Sol, a tensão do 
módulo pode ser medida utilizando um voltímetro conectado aos terminais positivos e negativos. A tensão que é 
analisada em um módulo desconectado é a tensão de circuito aberto (Voc). Contudo, ao utilizar um amperímetro 
nos mesmos terminais é medido a corrente de curto-circuito (Isc). No entanto, esses dados não são muitos 
utilizados para se obter conhecimento sobre a potência real do módulo.
No ensaio mais completo para determinar as características elétricas de um módulo fotovoltaico, o módulo é 
submetido às condições padrões de ensaio e se utiliza uma fonte de tensão variável para realizar uma varredura 
entre a tensão negativa de poucos volts (levando em conta a tensão dos terminais do módulo) até extrapolar a 
tensão de circuito aberto do módulo (corrente fica negativa). Durante a varredura são armazenados pares de 
informações de tensão e corrente, produzindo uma curva característica como mostrado na figura abaixo, sendo 
que para cada ponto da curva observada o produto de corrente pela tensão nos dá o dado de potência gerada para 
condições de operação.
Na mesma figura acima é possível 
observar uma curva de potência em função 
da tensão, que ajuda a identificar o ponto 
onde é alcançado a potênciamáxima. 
Nesse ponto da curva onde se encontra a 
potência máxima, é determinado valores 
de corrente e tensão especificados, que 
são chamados de corrente e tensão de 
p o t ê n c i a m á x i m a ( V M P, I M P ) , 
denominado esse ponto de ponto de 
potência máxima (PMP). Dessa forma, 
podemos definir a potência máxima como 
o produto da tensão de máxima potência 
(VMP) e a corrente de máxima potência 
(IMP).
31 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.1 Painel Fotovoltaico
As informações anteriormente citadas com: PMP, VMP, IMP, Voc e Isc são os cinco principais parâmetros que 
definem o módulo sob determinadas condições de radiação, temperatura de operação de célula e massa de ar. 
O fator de forma (FF) do módulo é a grandeza que expressa quando a sua curva característica se aproxima de 
um retângulo no diagrama, quanto mais retangular for essa forma demonstra a melhor qualidade das células 
do módulo.
Definição de fator de forma (FF)
A área hachurada simples condiz com o produto Voc x Isc, ou seja, a potência real do módulo (G.Am), sendo G a 
irradiação solar e Am a área do módulo, tendo esse valor sempre acima da potência que o módulo pode atingir. A 
área duplamente hachurada representa o produto VMP x IMP, ou seja, PMP, isto é, a potência máxima do módulo.
A equação abaixo apresenta o cálculo da eficiência do módulo. Para o módulo pelas normas técnicas a área inclui 
a moldura metálica e qualquer parte construtiva.
32 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.1 Painel Fotovoltaico
FATORES QUE AFETAM O DESEMPENHO DOS PAINÉIS
A. Irradiação Solar
Como já visto anteriormente, a irradiação ou irradiância solar é proporcional a quantidade de energia que é gerada 
no painel, com o aumento da irradiância solar, a corrente elétrica que é produzida pelo módulo aumenta 
consideravelmente. A corrente de curto-circuito possui um aumento linear, como observado na figura a seguir.
Efeito causado pela variação da irradiância
solar sobre a curva característica I-V para
um módulo fotovoltaico de 36 células de
silício cristalino (c-Si) a 25°C (STC)
B. Temperatura
A incidência diária de radiação solar e a mudança de temperatura ambiente desenvolve uma variação de 
temperatura nas células que constituem o módulo. A figura abaixo, mostra curvas com uma diversidade de 
temperaturas de células, podendo ser observado que há uma queda de tensão significativa com o aumento da 
temperatura da célula. Além disso, a corrente passa por uma elevação muito pequena, sendo incapaz de 
compensar a perda pela diminuição de tensão.
Para representar o efeito da temperatura nas propriedades dos módulos é usualmente utilizado os coeficientes 
de temperatura definidos abaixo.
Efeito do aumento de temperatura na
curva característica I-V do painel solar.
33 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.1 Painel Fotovoltaico
IDENTIFICAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS MÓDULO
As informações julgadas essenciais são normalmente encontradas na etiqueta afixada em cada módulo como 
observado na tabela 1. Dados técnicos complementares são encontrados nas folhas de dados ou catálogos 
técnicos dos módulos, como visto na tabela abaixo:
Acima: Dados técnicos que constam na folha de dados do módulo
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2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.1 Painel Fotovoltaico
Acima: Dados técnicos que não constam na etiqueta do módulo
Dados reais de painéis de 60 células. Fonte: Canadian Solar 35 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.1 Painel Fotovoltaico
REGISTRO INMETRO
Os módulos que são vendidos no Brasil devem ser ensaiados de acordo com a RAC do Inmetro e possuir um 
registro que pode ser consultado na página do Inmetro, além de ter uma etiqueta como mostrado abaixo:
Para utilização da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE), atendendo assim aos requisitos do 
Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE), que visa eficiência energética e adequado nível de segurança. A ENCE 
tem como propósito informar a eficiência energética e/ou o desempenho térmico de sistemas e equipamentos 
para energia fotovoltaica, definidos nestes requisitos de avaliação de conformidade, segundo normas brasileiras 
específicas e/ou internacionais.
Usualmente a eficiência do módulo é uma característica considerada não muito importante no projeto do 
sistema fotovoltaico, com exclusão dos casos onde existe uma limitação da área disponível para realização da 
instalação do painel.
36 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.1 Painel Fotovoltaico
CAIXAS DE CONEXÕES
Os módulos geralmente possuem uma caixa de conexões (Junction Box) em sua face posterior, onde são 
encontrados os diodos de desvio (By-pass) e as conexões dos conjuntos de células em série. A vemos abaixo o 
funcionamento do diodo de by-pass.
Vemos também o interior de uma caixa de conexões de um módulo constituído por 60 células e um diagrama que 
mostra a posição dos diodos de by-pass. No módulo observado, cada diodo de desvio está conectado a 20 células 
em série.
37 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.1 Painel Fotovoltaico
ASSOCIAÇÃO DE PAINÉIS FOTOVOLTAICOS
Os painéis podem ser conectados em série ou em paralelo, contudo para uma visão prática entendemos que a 
ligação usual é em série. Uma série de painéis é denominada String, as conexões devem ser feitas com cabos e 
conectores específicos para esta aplicação para que estejam aptos a resistir às intempéries.
De maneira análoga à conexão das células fotovoltaicas, quando a ligação dos módulos é em série as tensões são 
somadas e a corrente, para módulos iguais, é constante:
Ilustramos abaixo o efeito da conexão em série de módulos idênticos, através da curva característica I-V. Neste 
exemplo cada módulo de 220Wp tem Isc = 6,9 A e Voc = 43,4 V. O conjunto resultante da associação de 4 módulos 
em série tem potência de 880 Wp, Isc = 6,9A e Voc = 173,6V.
38 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.2 Inversor Fotovoltaico
Um inversor é um dispositivo eletrônico que fornece energia 
elétrica em corrente alternada (CA) usando de uma fonte de energia 
elétrica em corrente contínua (CC). A energia CC pode ser 
proveniente, de baterias, células a combustível ou módulos 
fotovoltaicos. A tensão CA de saída precisa ter amplitude, 
frequência e conteúdo harmônico de acordo com as cargas a serem 
alimentadas. Complementarmente, no caso de sistemas 
conectados à rede elétrica a tensão de saída do inversor deve ser 
sincronizada com a tensão da rede
Há uma grande diferença de tipos de inversores em função das propriedades de suas aplicações. Várias vezes 
eles fazem parte de equipamentos maiores, como no caso de UPS (no-breaks) e acionamentos eletrônicos para 
motores de indução. Para os sistemas fotovoltaicos, os inversores podem ser divididos em duas categorias com 
relação ao tipo de aplicação: SFIs e SFCRs. Mesmo que os inversores para SFCRs compartilhem os mesmos 
princípios gerais de funcionamento que os inversores para SFIs, eles contêm propriedades específicas para 
obedecer às exigências das concessionárias de distribuição em termos de segurança e qualidade da energia 
injetada na rede.
Os inversores modernos usam chaves eletrônicas de estado sólido e o seu desenvolvimento está diretamente 
ligado à evolução da eletrônica de potência, tanto em termos de componentes (especialmente 
semicondutores) quanto das topologias de seus circuitos de potência e controle. Diferente dos primeiros 
inversores para uso em sistemas fotovoltaicos que eram apenas adaptações de circuitos que já existiam, os 
circuitos mais modernos são desenvolvidos considerando a complexidade e as exigências de sua aplicação 
específica. Desta maneira, no decorrer de poucas décadas, as topologias foram aperfeiçoadas e os custos de 
fabricação reduzidos, enquanto que as eficiênciasde conversão evoluíram até chegar a valores próximos a 99% 
em alguns inversores para conexão à rede elétrica.
39 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.2 Inversor Fotovoltaico
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DOS CONVERSORES CC-CA
Temos na figura acima um conversor CC-CA de ponte completa para um inversor monofásico. Para uma tensão 
de entrada, o conversor de onda completa faz uma saída com o dobro da amplitude do conversor de meia ponte, 
variando de –Vcc a +Vcc. Esta topologia permite várias estratégias de funcionamento, dependendo da forma de 
acionamento das chaves.
Se as chaves forem acionadas aos pares, de forma alternada e sincronizada, (S1 e S4, S2 e S3) em uma dada 
frequência (60 Hz), o sinal de tensão resultante na saída do conversor será outra vez uma onda quadrada. 
Independentemente de ter como vantagem a simplicidade, este tipo de acionamento não permite o controle da 
amplitude nem do valor eficaz (RMS) da tensão.
Nos conversores CC-CA de inversores modernos, a estratégia de controle mais usada é a PWM. Apesar de 
existirem vários esquemas PWM, todos eles baseiam-se no acionamento dos dispositivos de chaveamento a 
uma frequência constante (dezenas ou centenas de kHz), porém com um ciclo de trabalho (razão entre o tempo 
de condução e o período) variando durante o semiciclo proporcionalmente ao valor instantâneo de um sinal de 
referência. Iniciando com pulsos estreitos quando a amplitude da senóide de referência é baixa e, 
naturalmente, os pulsos vão se alargando conforme o valor instantâneo da senóide de referência aumenta.
A figura a seguir explica detalhadamente a implementação de uma das possíveis estratégias de PWM, 
chamada chaveamento bipolar. Nesta figura observa-se que o controle do chaveamento é feito pela 
comparação de uma tensão de referência (Vcaref), que é uma senóide na frequência da rede (60 Hz), com um 
sinal triangular (Vtri) de frequência muito superior, ambas geradas internamente no conversor CC-CA As duas 
formas de onda podem ou não ser sincronizadas e as relações entre suas freqüências e amplitudes controlam os 
parâmetros da saída. Quando a tensão de referência tem valor superior à onda triangular, então são postas em 
condução as chaves S1/S4, enquanto que S2/S3 permanecem em bloqueio, aplicando assim uma tensão 
positiva (+Vcc) na carga.
40 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.2 Inversor Fotovoltaico
Nos momentos em que a tensão de referência é inferior à da onda triangular, os estados das chaves são
invertidos e a carga recebe tensão negativa.
Estratégia de controle PWM para um
conversor CC-CA – tensões de controle VcaREF
e Vtri (a) e tensão na saída Vcarga (b).
Depois de uma filtragem adicional com filtro passa-baixa para retirar as componentes harmônicas de alta 
frequência, o sinal de saída é praticamente senoidal.
Além de baixa distorção harmônica (THD), os inversores PWM também possuem elevada eficiência e uma 
excepcional regulação da tensão de saída. Esses dispositivos são indicados para equipamentos eletrônicos 
sensíveis. Comparados com inversores de onda quadrada, tem custo mais elevado como resultado da maior 
complexidade dos circuitos.
INVERSORES PARA SISTEMAS CONECTADOS À REDE
Inversores Centrais
Inversores trifásicos de grande porte,
com potência numa faixa que vai de
centenas de kWp até Mwp, utilizados
em Usinas Fotovoltaicas (UFVs).
41 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.2 Inversor Fotovoltaico
Inversores Multistring 
Inversores trifásicos ou monofásicos dotados de 
várias entradas independentes de MPPT's para 
conexão de strings de módulos, ver figura 20. São 
adequados a instalações urbanas (telhados, 
fachadas) nas quais cada string pode estar 
submetida a diferentes condições de irradiância 
e/ou sombreamento. Tem potência na faixa de 
dezenas de kWp.
Inversores de String 
Inversores monofásicos dotados de apenas uma 
entrada MPPT, adequados a instalações de 
microgeração (até 15kWp).
Microinversores 
O módulo fotovoltaico CA é constituído por um conjunto integrado módulo/inversor, cujos terminais de 
interface são unicamente CA, sem acesso ao lado CC. Podem ser conectados em paralelo para aumento da 
potência e são direcionados a instalações de pequeno porte (micro e minigeração distribuída).
Dentre as vantagens do microinversor pode-se citar:
• Sistema modular a partir de 1 painel
• O timização e monitoramento individual dos painéis
• Maior segurança em Corrente Alternada (AC)
• Facilidade de projeto e dimensionamento
• Flexibilidade em caso de manutenção
42 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.2 Inversor Fotovoltaico
As características a serem observadas nas especificações de um inversor fotovoltaico são apresentadas a 
seguir:
Forma de onda e Distorção harmônica: a forma de onda da tensão CA produzida deve ser a senoidal pura. A 
distorção harmônica total (THD) precisa ser inferior a 5% em qualquer potência nominal de operação.
Eficiência na conversão de potência: a eficiência é a relação entre a potência de saída e a potência de entrada do 
inversor. Nas especificações fornecidas pelos fabricantes há referência, usualmente, apenas à eficiência 
máxima. Entretanto, deve-se ter em conta que as variações na potência de entrada e saída, o fator de potência 
da carga, e outros fatores influenciam negativamente na eficiência do inversor. A eficiência dos inversores 
varia, geralmente, na faixa de 50 a 99%, podendo diminuir quando estão funcionando abaixo da sua potência 
nominal. Quando operando alguns motores, a eficiência real pode ser inferior a 50%. Abaixo são mostradas 
algumas curvas de eficiência de inversores para uso em SFCR.
CARACTERÍSTICAS DOS INVERSORES
43 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.2 Inversor Fotovoltaico
Potência nominal de saída: indica a potência que o inversor pode prover à carga em regime contínuo. Num 
sistema isolado, o inversor deve ser especificado para fornecer uma potência sempre superior às necessidades 
máximas das cargas conectadas, considerando um aumento momentâneo da demanda de potência. Para 
sistemas isolados tipo SIGFI é recomendável escolher uma potência nominal que seja próxima à potência total 
necessária para alimentar as cargas e que esteja próxima a uma das classificações citadas na RN 493/2012 
(ANEEL, 2012a). Para aplicação em MIGDIs recomenda-se utilizar um fator de diversidade que será tanto maior 
quanto menor for o número de unidades consumidoras a serem atendidas. Para os SFCRs, a potência do 
inversor está associada à potência do painel fotovoltaico utilizado.
Tensão de entrada: é a tensão CC do inversor. Nos inversores para SFCRs, os requisitos relacionados à tensão de 
entrada do inversor devem ser sempre atendidos pela associação em série/paralelo de módulos.
Tensão de saída: é regulada na maioria dos inversores. No Brasil, dependendo da região ou cidade são usados os 
valores de 127 ou 220 V, sempre na frequência de 60 Hz. A regulamentação Aneel exige que os inversores para 
SIGFIs operem na tensão de distribuição adotada na região. Quanto aos inversores para SFCRs, a 
regulamentação específica que devem operar em BT para potências de até 75 kW, enquanto que para potências 
superiores até 1MW, a injeção deverá ser feita na MT de distribuição (13,8kV). 
Regulação de tensão: indica a variação de amplitude permitida na tensão de saída CA Os melhores inversores 
produzem uma tensão de saída praticamente constante para uma ampla faixa de cargas. As variações na 
tensão de saída devem estar de acordo com os limites estabelecidos pela Aneel-PRODIST e devem considerar a 
queda de tensão no circuito de distribuição de energia.
Frequência da tensão de saída: indica a frequência da tensão CA de saída do inversor. Os aparelhos elétricos 
convencionais usados como cargas CA no Brasil são fabricados para operar na frequência de 60Hz.
Fator de potência: ascargas mais comuns, em sistemas residenciais, são indutivas com o fator de potência 
podendo chegar a 0,5. Os melhores inversores são projetados para compensarem as cargas indutivas e 
manterem o fator de potência próximo de 1, o que maximiza a transferência de potência para a carga. É 
desejável que a carga tenha um fator de potência elevado, uma vez que isto reduz a corrente necessária para 
qualquer nível de potência.
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2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.2.2 Inversor Fotovoltaico
Modularidade: em alguns sistemas, o uso de múltiplos inversores é muito vantajoso. Alguns modelos de 
inversores podem ser conectados em paralelo para operarem diferentes cargas. Algumas vezes é fornecido um 
chaveamento de carga manual para permitir que o inversor possa atender às cargas críticas em caso de falha. 
Esta característica aumenta a confiabilidade do sistema.
Anti-ilhamento: trata-se de uma exigência prevista na regulamentação da ANEEL, para os inversores SFCR´s, 
que ao identificar a ausência da rede CA ele cessao forneceimento de energia; isso se deve por uma questão de 
segurança caso a rede CA tenha sido desligada em virtude de uma manutenção, por exemplo.
Rastreador do Ponto de Potência Máxima: O MPPT, do inglês " Maximum Power Point Tracking" é uma 
característica do inversor que o permite trilhar constantemente a mudança do ponto de maior potência de um 
arranjo fotovoltaico ao longo do dia de forma a maximizar a potência gerada pelo arranjo.
Relembrando o gráfico acima, visto no capítulo sobre os módulos fotovoltaico, os primeiros inversores tinham 
um ponto de potência fixo, atualmente eles ficam rastreando o ponto de potência máxima para aquele 
momento.
45 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.3 Características do Arranjo Fotovoltaico 
Geralmente, para que haja uma operação adequada e eficaz, os módulos precisam ser orientados em direção à 
linha do equador. Nas instalações realizadas no hemisfério Sul, a face dos módulos fotovoltaicos deve ser 
direcionada em relação ao Norte Verdadeiro, como visto na figura 3. Por sua vez, caso o sistema seja instalado 
no hemisfério Norte, a face dos módulos fotovoltaicos deve ser orientada com sua face voltada para o Sul 
Verdadeiro.
Os módulos fotovoltaicos possuem uma eficácia maior quando estão instalados perpendicularmente aos raios 
solares. O posicionamento horizontal mesmo sendo mais fácil para a instalação, não é a melhor posição para a 
produção de energia pois, tal posicionamento faz com que os módulos fotovoltaicos acumulem sujeira e 
resíduos, dificultando a autolimpeza no período de chuva. Veja abaixo os casos com inclinação ótima e demais 
casos.
ORIENTAÇÃO
Orientação da face dos módulos para o norte verdadeiro em um dado local do hemisfério sul 
(ângulo Azimutal de superfície igual a 180o)
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2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.3 Características do Arranjo Fotovoltaico 
Em muitos locais, a direção do Norte Verdadeiro (ou do Sul Verdadeiro) não é o mesmo do Norte Magnético (ou 
Sul Magnético) que é indicado pela bússola, sendo necessário realizar a correção do referencial magnético. Para 
tal correção, é utilizado a Declinação Magnética da área de instalação que é obtida facilmente através de mapas 
e/ou programas computacionais. O Observatório Nacional, instituto de pesquisa vinculado ao Ministério da 
Ciência, Tecnologia e Inovação, por exemplo, disponibiliza em sua homepage um mapa da declinação 
magnética sobre o território brasileiro para download, além de um software para sua determinação, bastando 
conhecer as coordenadas geográficas do local. Em nível internacional, a NOAA3, órgão dos EUA, também 
disponibiliza em sua página na internet os valores de declinação magnética para qualquer local do mundo
.
Veja abaixo quais valores aplicar de correção do referencial magnético para os diversos estados brasileiros.
INCLINAÇÃO
A Terra gira em um eixo de aproximadamente 23,5 graus. Tal inclinação provoca dias mais longos e dias mais 
curtos em diferentes períodos do ano. De uma parte do ano para outro a quantidade e a densidade de luz solar 
que uma região recebe varia muito. A rotação da Terra em seu próprio eixo e a posição da elipse provoca os dias 
mais curtos. Tal situação reduz drasticamente a quantidade de radiação solar. Os ângulos que os raios deveriam 
percorrer para que assim chegasse na Terra, são modificadas devido a órbita elíptica da Terra, fazendo com que 
a intensidade dos raios seja limitada. 
Se fosse possível o painel seguir a trajetória do sol, a radiação cairia perpendicularmente em sua superfície. 
Caso fosse utilizado um rastreador solar multiaxial tal situação seria possível, sendo que esse equipamento 
obteria o nível mais alto de irradiação da superfície. Entretanto, a grande maioria dos sistemas fotovoltaicos 
não acompanha o Sol. Logo, torna-se necessário compreender o desvio em relação à incidência perpendicular e 
como ela afeta a quantidade de insolação que sistema terá à disposição para produzir energia elétrica.
47 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.3 Características do Arranjo Fotovoltaico 
Para maximizar a geração de energia ao longo do ano, o ângulo de inclinação do módulo fotovoltaico deve ser 
igual à latitude do local onde o sistema será colocado. Contudo, mínimas variações na inclinação não 
ocasionam mudanças consideráveis na energia gerada anualmente e a inclinação do gerador pode estar dentro 
de 10o em torno da latitude da região de instalação.
Geradores que possuem um sistema de rastreamento do movimento aparente do sol são utilizados para 
melhorar a captação da radiação solar de forma mais eficiente. Esses sistemas são encontrados tanto na forma 
manual quanto na forma automática, com o seguimento parcial do sol (variação somente da inclinação ou do 
ângulo azimutal). Os sistemas manuais são mais baratos e de fácil aplicação, porém, precisam de intervenções 
humanas. Já os sistemas automáticos possuem melhor eficácia, no entanto possuem um preço elevado e 
podem apresentar falhas, devido à presença de peças móveis. Além disso, precisam estar conectados a uma 
fonte de energia.
Da esquerda para a direita: Rastreadores solares de eixo simples vertical, eixo simples horizontal e eixo duplo.
48 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.3 Características do Arranjo Fotovoltaico 
É possível encontrar no mercado os rastreadores de eixo simples e rastreadores de eixo duplo que podem 
acompanhar o Sol de leste a oeste e o seu movimento à medida que sobe e desce no céu.
Conforme exposto no parágrafo anterior, quando utilizado o sistema de rastreamento o custo inicial do projeto 
fotovoltaico é elevado. É preciso balancear esses custos adicionais contra os aumentos estimados no 
rendimento e com a manutenção adicional. A utilização desse tipo de sistema é mais valiosa quando a 
aplicação requer uma carga uniforme durante o dia. Um exemplo desse caso é o bombeamento de água.
SOMBREAMENTO
As sombras diretas ocasionam uma drástica diminuição no desempenho do sistema fotovoltaico. Como os 
sistemas fotovoltaicos geram eletricidade em função da quantidade de luz solar que recebem, quando ocorre 
um sombreamento na geração de energia solar provocado por uma edificação, árvores, vegetação ou até por 
outros painéis solares, a produção de energia diminui. Esta diminuição pode ser muito pior do que parece 
inicialmente.
Em seu livro, Renewable Energy e E�cient Electric Power Systems, (página 477) , Gil M. Masters da 
Universidade de Stanford demonstra que sombrear apenas uma de cada 36 células de um pequeno módulo 
solar, pode reduzir a potência em mais de 75%, lembrando que em função da String estar ligada em série, a 
restrição de geração de um painel reflete na mesma perda de desempenho dos demais painéis da série.
Hot Spots
As linhas de transmissão e/ou de distribuição são 
um dos tipos desombras que podem provocar 
quedas no empenho do conjunto FV em função de 
aparecimento de hot spots (pontos quentes), que 
produz um calor excessivo sobre a célula 
prejudicada, podendo causar ruptura do vidro e fusão 
de polímeros e metais. 49 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.3 Características do Arranjo Fotovoltaico 
Esse tipo de sombreamento ocorre devido ao acúmulo de resíduos 
nos módulos solares. Sujeiras, excrementos de pássaros e folhas 
são as causas mais frequentes de sombreamento temporário. Um 
pedaço de sombra que incidir sobre um ou mais módulos pode 
reduzir o rendimento energético de um sistema de forma 
significante.
Sombreamento Temporário
Em regiões muito secas podemos utilizar mangueiras sob pressão para realizar a remoção do pó. Para resíduos 
persistentes, normalmente são utilizadas esponjas macias. É também importante saber quando usar produtos 
de limpeza ao invés de um enxágue com água pressurizada. Os fabricantes recomendam que não se utilize 
detergentes fortes ou outros abrasivos que poderiam causar arranhões na superfície do módulo. 
Autosombreamento
A fileira frontal de módulos em um sistema montado em rack pode criar sombra nas fileiras posteriores. Para 
otimizar o sistema e assim evitar o autossombreamento, pode-se dimensionar o espaçamento entre as fileiras. 
Para que seja calculado esse espaço, use como base as sombras ocasionadas no período das 8 a 16h ou de 9 a 15h 
durante 21 de dezembro, o solstício de verão, e não para o meio-dia desta data.
50
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.3 Características do Arranjo Fotovoltaico 
Para calcular qual a distância mínima para evitar este sombreamento, consulte o gráfico abaixo; considerando 
que a inclinação dos painéis (B) é igual à latitude, teremos a distância entre as fileiras d = d`+ (w x Fator de 
espaçamento)
Análise de Sombreamento
A análise do sombreamento deve ser considerada parte integrante da fase de projeto do sistema. O contorno da 
sombra nos arredores é registrado em relação aos pontos exteriores no sistema. A análise das sombras precisa 
abordar todos os pontos no sistema. Uma ferramenta de análise de sombra é o stereográfico, que deve ser 
utilizado segundo os passos a seguir:
O stereográfico é uma demonstração 
cartográfica do deslocamento do sol, 
nele você identificar em que posição o 
sol estará em relação a um ponto em 
qualquer hora a qualquer dia do ano
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2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.3 Características do Arranjo Fotovoltaico 
Considere o local onde você pretende 
instalar a usina como o ponto central 
do gráfico
Identifique a curva que indica o horário 
desejado
Faça a intersecção com a curva que indica
o dia do ano
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2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.3 Características do Arranjo Fotovoltaico 
Identifique qual o círculo que cruza com 0
ponto data/hora encontrado , no exemplo
ao lado é o círculo que indica 30º, esse o
ângulo da sombra em relação ao solo.
A partir do ponto central do gráfico, trace
uma linha que cruze com o ponto da
data/hora encontrado, esta linha irá indicar
o ângulo que a sobra está fazendo em
relação ao norte verdadeiro.
Uma vez que conhecemos a altura e a distância do obstáculo em relação ao ponto de instalação podemos 
identificar se haverá sombreamento sobre os módulos em algum momento do ano.
MISMATCH
Os módulos possuem um decaimento de eficiência ao decorrer do tempo que é inerente à tecnologia de células 
de silício, então é errado afirmar que os sistemas fotovoltaicos continuarão gerando a mesma potência durante 
toda sua vida útil. De fato, no primeiro ano do sistema instalado, as placas solares têm uma perda de eficiência 
de 1% a 2% e nos demais anos de 0,4% a 0,8%.
53 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.3 Características do Arranjo Fotovoltaico 
É esperado que no décimo ano o sistema fotovoltaico tenha um rendimento superior a 90%, pois a maiorias dos 
fabricantes de módulos fotovoltaicos dão garantia de eficiência de até 25 anos, em relação à energia gerada no 
começo do primeiro ano. Esse fator não deve ser negligenciado no dimensionamento do sistema e, 
especialmente, no cálculo do payback do mesmo. Já que, se for desconsiderado, o sistema poderá ter um retorno 
de investimento com o prazo maior que o esperado.
Todos os módulos fotovoltaicos possuem suas especificações fornecidas pelo seu fabricante para as condições 
ideais de laboratório. Eles são todos testados em um simulador solar e a potência-pico individual será 
ligeiramente diferente entre os modelos (variância). Dessa forma, os fabricantes informam quais são as 
tolerâncias de potência nos datasheets e é comum haver “tolerância de potência negativa” (ex.: -3%/+3%). O 
mesmo é válido para a tensão e corrente nominal.
Levando isto em consideração, constata-se que as características elétricas variam de unidade para unidade e, 
quando se associa módulos fotovoltaicos com diferentes níveis de tensão, corrente e potência, acontece um 
“nivelamento por baixo”, com os valores de tensão e corrente do painel fotovoltaico (conjunto de módulos) 
sendo “puxado para baixo” pelos componentes de menor potência.
Mesmo quando se utiliza equipamentos idênticos e de excelente qualidade, é prática comum considerar um 
pequeno valor de perda, que é conhecido internacionalmente pelo termo em inglês: “mismatching losses”.
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.4 Dimensionamento
Uma vez que já compreendemos os principais aspectos técnicos dos inversores, vamos agora propor uma 
metodologia de dimensionamento destes equipamentos para atuar em um sistema fotovoltaico On-grid.
O primeiro passo é tomar a potência requerida para que identifiquemos dentre os modelos de inversores 
disponíveis quais os elegíveis para o sistema em dimensionamento; é necessário analisar qual tecnologia que 
mais se adequa ao projeto, levando em conta o custo da energia gerada pelo sistema e as vantagens elétricas e 
estéticas (arquitetônicas). Além de considerar a credibilidade da empresa que produz o painel e o inversor em 
relação a durabilidade e as características elétricas e a eficiência. Dando atenção também a questão da área 
ocupada pelo painel.
54 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.4 Dimensionamento
É observado também que o gerador FV estabelece uma carga mecânica na cobertura à qual o mesmo está 
fixado. Essa carga é uma função do somatório do peso de todos os componentes do gerador fotovoltaico que 
estão fixados na cobertura, neste caso é importante consultar a tabela do fabricante do painel para encontrar 
qual o peso e o peso específico (kg/m2).
FDI
O Fator de Dimensionamento de Inversores (FDI) descreve a relação entre a potência nominal CA do inversor e a 
potência do pico do gerador FV, conforme a equação:
Onde:
FDI (adimensional) : Fator de dimensionamento do inversor; 
PNca (W) : Potência nominal em corrente alternada do inversor; 
PFV (Wp) : Potência pico do painel fotovoltaico.
A potência do gerador e do inversor são geralmente ajustadas para que o FDI do inversor possua uma melhor 
relação entre custo/benefício. A análise da literatura mostra que os valores inferiores de FDI recomendados por 
fabricantes e instaladores situam-se na faixa de 0,75 a 0,85, enquanto que o limite superior varia entre os 
fabricantes, chegando a até 1,20.
CORRENTE MÁXIMA CC DO INVERSOR
O inversor FV possui uma corrente máxima de entrada CC. Para garantir que este valor não seja ultrapassado, 
pode-se calcular o número máximo de strings conectadas em paralelo, com auxílio da equação abaixo:
Onde:
Nstrings (adimensional) : número máximo de strings conectadas em paralelo
 IinMax (A) : Corrente máxima c.c. admitida na entrada do inversor;
 Isc (A) : Corrente de curto circuito do módulo FV nas STC.
Observar ainda se o fabricante indica o número máximode strings em paralelo que pode ser utilizada. Há casos 
ainda que o inversor disponibiliza mais de uma entrada independente de MPPT. Neste caso o fabricante indica 
os limites que devem ser observados para cada um (podem ser iguais ou não).
55 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.4 Dimensionamento
A tensão de entrada do inversor é a soma das tensões dos módulos associados em série. Como a tensão possui 
forte dependência da temperatura, as condições extremas de inverno e verão deverão ser utilizadas no 
dimensionamento. Dizendo de outra forma, deve-se garantir a compatibilidade entre as tensões do gerador FV 
com a faixa de tensão de operação do inversor.
O cálculo da máxima tensão de entrada deve ser realizado com cuidado e atenção, pois ela nunca deve ser 
ultrapassada, sendo este um dos maiores riscos de se danificar o equipamento.
Atenção: A máxima tensão do sistema ocorre quando o painel FV está ainda em circuito aberto (Voc) em baixas 
temperaturas. Isto pode acontecer durante o período de inverno, ainda no nascer do sol, quando a tensão do 
sistema se eleva em função da baixa temperatura do gerador FV, e o inversor ainda não se conectou à rede.
Para encontrarmos a Voc máxima, em função da temperatura de operação, primeiro precisamos encontrar qual 
a variação máxima da tensão para cima:
TENSÃO DE ENTRADA 
Variação Voc = Voc x Coef Temp x (Tstc - Tmin)
Onde:
Variação Voc (V) : Variação da Voc em função da temperatura
Voc (V) : Tensão de circuito aberto;
Coef Temp : Coeficiente de temperatura;
Tstc (oC) : Temperatura nas condições padrão de teste = 25oC;
Tmin (oC) : Temperatura mínima do local.
Onde então teremos:
Voc Máx = Voc + Variação Voc
Por outro lado ara encontrarmos a tensão mínima, e assim termos a faixa de tensão possível, temos que 
considerar a Vmp em função da máxima temperatura do painel, para isso temos que encontrar a variação 
máxima desta tensão para baixo:
Variação Vmp = Vmp x Coef Temp x(Tmáx - Tstc)
Onde:
Variação Vmp (V) : Variação da Vmp em função da temperatura
Vmp (V) : Tensão ótima de operação;
Coef Temp : Coeficiente de temperatura;
Tmáx (oC) : Temperatura máxima do painel.
Tstc (oC) : Temperatura nas condições padrão de teste = 25oC;
Onde então teremos:
Vmp Min = Vmp - Variação Vmp
56 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.4 Dimensionamento
Para que saibamos como ficarão distribuídas as Strings, temos que calcular a quantidade máxima e mínima de 
painéis que podemos ligar em série, para tanto temos que consultar o catálogo do inversor e verificar qual a 
Voltagem de entrada CC máxima e mínima, também precisaremos dos valores de Voc Máx e Vmp Min 
encontrados anteriormente; tendo isto calculamos:
CONFIGURAÇÃO DAS STRINGS 
Qtd Máx Painéis = Max Input Voltage
Voc Máx
Qtd Min Painéis = Min Input Voltage
Vmp Min
Sabendo desta informação então podemos fazer a distribuição dos painéis em função da quantidade de 
MPPT´s e Strings disponíveis.
Exemplos:
Dando continuidade aos exemplos 1 e 2 que encontramos a Potência Requerida no item 2.1. 
PR1 = 97,63 kWp e PR2 = 38,05 kWp
Buscamos então nas opções disponíveis no mercado para verificar opções que compatibilizem com as 
necessidades de geração, vamos considerar para nossos exemplos os seguintes equipamentos:
 Módulo Inversor 
Exemplo 1 Canadian Solar 265W ABB 33 kWp – mod PRO 33 TL - OUTD 
Exemplo 2 Canadian Solar 265W Sungrow 36 kWp - mod SG36KTL -M 
 
Os datasheets com os detalhes de cada um destes equipamentos encontram-se nos anexos I, II e III desta 
apostila. Considerando que a temperatura mínima do local pode chegar a 16ºC, e a temperatura máxima do 
painel pode chegar a 70ºC. O primeiro passo é definir o Voc Máx e o Vmp Min , como estamos utilizando o mesmo 
painel para ambos os exemplos esse serão os mesmos valores nos dois casos. 
Variação Voc = Voc * x Coef Temp* x (Tstc - Tmin) (*consulta no data sheet do painel)
Variação Voc = 37,7 x 0,31% x (25 – 16)
Variação Voc = 1,05 V
Voc Máx = Voc + Variação Voc
Voc Máx = 37,7 + 1,05
Voc Máx = 38,75 V 57 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.4 Dimensionamento
Exemplo 01: Para este caso consideraremos que ultilizaremos 3 inversores em paralelo, ou seja a potência 
requerida por inversor será:
Variação Vmp = Vmp * x Coef Temp* x(Tmáx - Tstc) (*consulta no data sheet do painel)
Variação Vmp = 30,6 x 0,31% x (70 – 25)
Variação Vmp = 4,3 V
Vmp Min = Vmp - Variação Vmp
Vmp Min = 30,6 – 4,3
Vmp Min = 26,3 V
97,63 / 3 = 32,55 kWp
Definição da quantidade máxima e mínima de painéis por String:
Qtd Máx Painéis = Max Input Voltage* (*consulta no data sheet do inversor)
Voc Máx
Qtd Máx Painéis = 950
 38,75
Qtd Máx Painéis = 28,4 ou 28 painéis (arredondando para baixo)
e;
Qtd Min Painéis = Min Input Voltage* (*consulta no data sheet do inversor)
Vmp Min
Qtd Min Painéis = 580
 26,3
Qtd Min Painéis = 22,03 ou 22 painéis (arredondando para cima)
d. Corrente máxima CC
Nstrings = Iinmax * / Isc ** (*data sheet do inversor e ** data sheet do painel)
Nstrings = 80 / 9,23
Nstrings = 8,7 ou 8 Strings por MPPT (arredondando para baixo)
58 
2. Dimensionamento de uma Usina Solar Fotovoltaica (USV)
2.4 Dimensionamento
Sabendo que ao consultar o data sheet sabemos que este inversor só possui 1 MPPT. Considerando que ao dividir 
a Potência Requerida por inversor pela Potência individual do painel, temos uma quantidade mínima total de 
123 painéis; e que ao dividir este resultado pelas quantidades possíveis de Strings (8), teremos: 
FDI
QTD STRINGS 1 2 3 4 5 6 7 8 
PAINEIS / STRING 132,0 66,0 44,0 33,0 26,4 22,0 18,9 16,5 
 
Acima, aumentamos a quantidade total de painéis para 132, pois 123 não acusava resultados exatos quando 
calculávamos as opções de strings e ao lançar a variação de variação de Tensão, não obtivemos valores 
mínimos cabíveis. Então, em função das quantidades máximas e mínimas do item a, escolheremos a opção 
de 6 Strings.
Qtd Total de Paineis = 6 x 22 = 132 painéis por inversor
Potência Total do Gerador = 132 x 0,265 kWp = 34,98 kWp | FDI = 0,943
Faixa de Operação da Tensão 
Consultando faixa de operação da tensão no data sheet do inversor, temos:
• Tensão Máxima = 22 x 38,75=852,5 V < 950V • Tensão Mínima=22 x 26,30=579,3 V > 580 V (valor aceitável)
Logo, para 3 inversores teremos o seguinte dimensionamento:
Sistema de Geração Solar Fotovoltaico com 104,94 kWp de Potência instalada utilizando:
396 Painéis Canadian Solar 265W
03 Inversores ABB 33 kWp – mod PRO 33 TL - OUTD
Exemplo 02: Com base no passo a passo do Exemplo 1, dimensione o exemplo 2:
• Voc Máx = _____ V • Vmp Min = _____ V
• Qtd Máx Painéis = _____ • Qtd Min Painéis = _____ 
• FDI = _____ 
• Qtd de Strings = _____ • Qtd de Painéis por String = _____ • Qtd Total de Painéis = _____ 
• Tensão Máxima de Operação = _____ V • Tensão Mínima de Operação = _____ V
Sistema de Geração Solar Fotovoltaico com ______ kWp de Potência instalada utilizando:
_______ Painéis Canadian Solar 265W
_______ Inversor(es) Sungrow 36 kWp - mod SG36KTL-M 59 
3. Análise de Condutores e Proteções
3.1 Dimensionamento do Cabeamento CC 
A escolha da bitola dos condutores normalmente é determinada de acordo com o limite de queda tensão, além 
de considerar se o sistema é de corrente contínua ou alternada e as tensões nominais de operação. É comum a 
utilização da NBR 5410 e/ou programas para a realização da escolha da bitola do cabeamento, sendo que esses 
métodos indicam a bitola que melhor se adapta aos condutores em função do comprimento do ramal, da tensão 
nominal e do nível de perdas. De forma alternativa se utiliza a equação a seguir, para encontrar a seção mínima 
de condutor S, necessária para uma instalação em corrente contínua.
Onde:
ρ - resistividade do material do condutor, geralmente