TCC2 - v2

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
iluminação pública popular: estudo da viabilidade na utilização de iluminação autônoma fotovoltaica
BRUNA SANTOS DE SOUSA
daniel da silva ferreira
Orientadora: Professora M.Sc. Renata Mercante Born
NITERÓI
2020
UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
iluminação pública popular: estudo da viabilidade na utilização de iluminação autônoma fotovoltaica
BRUNA SANTOS DE SOUSA
daniel da silva ferreira
Trabalho de Conclusão de Curso apresentada como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia elétrica, do Departamento de Engenharia elétrica, da Universidade Estácio de Sá.
Orientadora: Professora M.Sc. Renata Mercante Born.
NITERÓI
2020
UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
iluminação pública popular: estudo da viabilidade na utilização de iluminação autônoma fotovoltaica
BRUNA SANTOS DE SOUSA
daniel da silva ferreira
Aprovada em ____/____/_____
BANCA EXAMINADORA
____________________________________________________
Orientadora: Professora M.Sc. Renata Mercante Born
Universidade Estácio de Sá
____________________________________________________
Professor Nome Completo, M.Sc. (ou outro título)
Universidade Estácio de Sá
____________________________________________________
Professor Nome Completo
Universidade Estácio de Sá 
CONCEITO FINAL: _________________
NITERÓI
2020
DEDICATÓRIA
Dedicamos este trabalho às nossas famílias e a todos que de alguma forma auxiliaram para a concretização desta etapa.
agradecimentos
Certamente estes parágrafos não irão atender a todas as pessoas que fizeram parte dessa importante fase de minha vida. Portanto, desde já peço desculpas àquelas que não estão presentes entre essas palavras, mas elas podem estar certas de que fazem parte do meu pensamento e de minha gratidão. 
Primeiramente agradeço a Deus, que guia meus passos.
Gostaria de deixar registrado também o meu reconhecimento à minha família, pois acredito que sem o apoio deles seria impossível vencer esse desafio.
A minha orientadora Renata Mercante Born pela oportunidade e direcionamento do estudo e auxílio da concretização dessa etapa, aos professores integrantes da banca examinadora que se dispuseram a participar. 
Enfim, a todos os que por algum motivo contribuíram para a realização desta pesquisa.
“Determinação, coragem e autoconfiança são fatores decisivos para o sucesso. Se estamos possuídos por uma inabalável determinação, conseguiremos superá-los. Independentemente das circunstâncias, devemos ser sempre humildes, recatados e despidos de orgulho.” 
(Dalai Lama).
Resumo
O presente trabalho tem como objetivo estudar a viabilidade de implantação de um sistema de iluminação autônoma utilizando um painel fotovoltaico, acoplado ao poste de iluminação, sendo um sistema independente da rede de energia elétrica. Se apresentam as características deste sistema, levando em consideração os equipamentos, os materiais além dos estudos realizados para a pesquisa de viabilidade. Deseja-se também explorar o conceito de sustentabilidade e fazer uma análise de custos para implantação desse sistema.
Palavras-chave: Iluminação Autônoma, Painel fotovoltaico, Sistema independente, Viabilidade econômica. 
abstract
The present work aims to study the feasibility of implementing an autonomous lighting system using a photovoltaic panel, coupled to the lamppost, being a system independent of the power grid. The characteristics of this system are presented, taking into consideration the equipment, the materials and the studies carried out for the feasibility research. We also want to explore the concept of sustainability and make a cost analysis for implementation of this system.
Keywords: Autonomous Lighting, Photovoltaic panel, Independent system, Economic viability.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Espectro eletromagnético	13
Figura 2 - Perfil de irradiância solar ao longo do dia	14
Figura 3 - Radiação solar global diária – média anual típica (wh/m2.dia)	14
Figura 4 - Média anual de insolação diária no Brasil (horas)	15
Figura 5 - Influência da temperatura em células fotovoltaicas	17
Figura 6 - Controlador de carga	23
Figura 7 - Inversor	25
Figura 8 - Mapa do Município de Rio Bonito.	33
Figura 9 - Atlas Solarimétrico do Estado do Rio de Janeiro.	33
Figura 10 - Ativos da Rede de Distribuição de Eletricidade para Iluminação Pública	35
Figura 11 - Diagrama Unifilar do poste fotovoltaico.	36
Figura 12 - Sistema de iluminação pública fotovoltaico..............................................38
Figura 13 - Poste solar fotovoltaico.............................................................................42
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Eficiência dos diferentes tipos de células fotovoltaicas.	22
Tabela 2 - Relação de pontos luminosos instalados..	40
Tabela 3 - Equivalência da lâmpada LED com as demais lâmpadas.	41
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 - Média de Irradiação por dia.	34
Gráfico 2 - Custo e Benefício, entre lâmpadas.	39
LISTA DE SIGLAS E ABREVIAÇÕES
ANEEL		Agência Nacional de Energia Elétrica
ABNT			Agência Brasileira de Normas Técnicas
CA			Corrente Alternada
CC			Corrente Continua
CDTE			Telureto de Cádmio
CIS			Disseleneto de Cobre e Ìndio
EPE			Empresa de Pesquisa Energética
MPPT			Ponto Rastreador Potência Máxima
PV			Photovoltaic
TIR			Taxa Interna de Retorno
VPL			Valor Presente Líquido
W			Potência
kWh			Kilo-Watts-Hora
SUMÁRIO
1	introdução	10
1.1	justificativa	10
1.2	objetivos	11
1.2.1	Objetivo Geral	11
1.2.2	Objetivos Específicos	11
1.3	Metodologia	11
2	fundamentação teórica	12
2.1	energia solar	12
2.1.1	Radiação solar	12
2.1.2	Insolação	15
2.1.3	Sistema fotovoltaico	15
2.1.4	Efeito fotovoltaico	17
2.1.5	Componentes de um sistema fotovoltaico autônomo	18
2.2	Células fotovoltaicas	18
2.2.1	Silício cristalizado	18
2.3	Silício monocristalizado	19
2.4	Silício policristalizado	19
2.5	Células de película fina	20
2.5.1	Silício amorfo (a-Si)	20
2.5.2	Disseleneto de Cobre e Índio (CIS)	20
2.5.3	Telureto de cádmio (CdTe)	21
2.6	Controlador de carga	22
2.7	Inversor	25
2.7.1	Tipos de Inversores	26
2.8	Baterias	27
2.9	Inclinação do painel fotovoltaico	28
2.10	iluminação pública	29
2.10.1	Tarifas de energia elétrica	29
2.10.2	Classes de consumo	30
2.10.3	Viabilidade econômica	30
2.10.4	Fluxo de caixa	30
2.10.5	Valor presente líquido	31
2.10.6	Pay Back	31
3	Estudo de caso	32
3.1	Local de estudo	32
3.2	MOdelo de ilumininação pública tradicional	34
3.3	MODELO DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA AUTÔNOMA FOTOVOLTAICA Adotado	35
3.3.1	Lâmpadas de LED	38
3.4	Comparação entre os modelos	40
4	Conclusão	42
5	bibliografia	44
introdução
Na América Latina quase 80% da população vive em cidades. Diante desse panorama a questão em utilizar de um modo mais eficaz a energia com uma eficiência energética se torna vital.
Segundo a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), o consumo final de eletricidade no país em 2018 registrou uma progressão de 1,4%. O aumento do consumo de energia elétrica pode aumentar a emissão de CO2, especialmente no caso das usinas térmicas. As usinas hidroelétricas, por exemplo, não poluem o ar, mas causam enormes impactos ambientais, em virtude da quantidade de água represada a fim de mover as turbinas. O Brasil emitiu no setor elétrico cerca de 88,0 kg CO2 / MWh de carbono na geração elétrica brasileira em 2018.
A energia solar é a fonte de energia renovável de maior abundância disponível para geração elétrica no Brasil. Usar Energia Renovável Solar para produzir eletricidade é possível com a instalação de painéis que conseguem captar os raios solares e transformar em energia elétrica através do efeito fotovoltaico. A geração de energia solar teve um aumento de 316,1% no ano de 2018 em relação ao ano anterior segundo o balanço energético nacional de 2019. (Balanço energético nacional 2019 – Empresa de Pesquisa Energética)
A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) em 2012 permitiu que qualquer consumidor possa gerar a própria energia, tornando possível avaliar um sistema autônomo e sua viabilidade para efeitos de sustentabilidadeeconomia, até mesmo no que se refere à utilização na iluminação pública.
[AQUI DEVERIA FALAR DO GASTO COM ILUMINAÇÃO PÚBLICA, QUE É O OBJETIVO DO TCC]
justificativa
O aumento das já elevadas taxas cobradas pela concessionaria de energia elétrica e o constante crescimento e desenvolvimento dos sistemas de energia fotovoltaicos permitem que o estudo sobre a iluminação pública autônoma seja relevante por não gerar gastos com transmissão de energia e ser um sistema independente da rede de distribuição da concessionaria, além de apresentar características de sustentabilidade. 
objetivos
Objetivo Geral
Apresentar a possibilidade de uma viabilidade sustentável e econômica a respeito da iluminação fotovoltaica autônoma na utilização de postes de iluminação pública em determinada área. 
Objetivos Específicos
Levantar os componentes e características de um sistema fotovoltaico autônomo.
Apresentar o funcionamento do sistema fotovoltaico autônomo.
Levantar as vantagens e desvantagens de um sistema fotovoltaico autônomo.
Relatar a comparação entre o sistema de iluminação pública atual e o sistema fotovoltaico autônomo.
Identificar se existe a viabilidade sustentável e econômica da implantação do sistema fotovoltaico autônomo em determinada área de iluminação pública.
 Metodologia
Para serem atingidos os objetivos propostos serão necessárias pesquisas bibliográficas sobre o princípio de funcionamento da geração de energia elétrica fotovoltaica, seu funcionamento e gestão de recursos.
Será necessário realizar um levantamento do sistema de energia fotovoltaico e do atual sistema de iluminação pública para realizar uma comparação em relação a vantagens e desvantagens do sistema fotovoltaico autônomo, levando em consideração alguns critérios como: manutenção, sustentabilidade e economia de energia elétrica.
A metodologia dessa pesquisa será descritiva, com uma abordagem quantitativa visando avaliar a viabilidade do sistema fotovoltaico autônomo de iluminação pública, com base em pesquisa documental.
A pesquisa bibliográfica será baseada em referenciais teóricos; análise e comparações, tratamento dos dados, e identificando da viabilidade econômica com as descrições dos referenciais teóricos sobre o sistema fotovoltaico, iluminação pública e registro formal dos resultados. 
fundamentação teórica
energia solar
Energia solar é a energia proveniente da luz e do calor do Sol que é aproveitada e utilizada por meio de diferentes tecnologias como: o aquecimento solar, energia solar fotovoltaica e arquitetura solar. A energia solar é considerada uma fonte de energia renovável e sustentável.
O Brasil está situado em maior parte na região intertropical e detém grande potencial de energia solar durante todo o período do ano. Possui alto índice médio diário de radiação solar, chegando a mais de 5 kWh/m² por dia em algumas regiões (ANEEL, 2005). O Rio de Janeiro, segundo Zilles et al. (2012), apresenta uma disponibilidade anual de 1.758 kWh/m² ou diária de 4,82 kWh/m², aproximadamente.
A região menos ensolarada do Brasil recebe um índice de radiação solar 40% maior do que a região mais ensolarada da Alemanha, que é um dos países líderes no uso de energia solar no mundo.
Os fatores básicos que afetam a tomada de decisão da instalação de um sistema de geração solar são os fatores climáticos (irradiação solar, ventos, tempestades de granizo, neve, entre outros), a viabilidade financeira considerando o tipo de geração solar, a quantidade de energia utilizada e a área disponível para a instalação.
Radiação solar
Radiação solar é a designação dada à energia radiante emitida pelo Sol, em particular aquela que é transmitida sob a forma de radiação eletromagnética. A translação da terra é o movimento elíptico que esta realiza ao redor do sol. Esse movimento, juntamente com a inclinação do eixo de rotação da Terra, é responsável pelas estações do ano.
A Terra recebe 174 petawatts de radiação solar na zona superior da atmosfera. Dessa radiação, cerca de 30% é refletida para o espaço, enquanto o restante é absorvido pelas nuvens, marés e massas terrestres. O espectro da luz solar na superfície da Terra é mais difundido em toda a gama visível e infravermelho e uma pequena parte de radiação ultravioleta.
As ondas eletromagnéticas vindas do sol podem produzir efeitos sobre os objetos e os seres vivos, uma pequena parte das ondas pode ser captada pelo olho humano e representa o que chamamos de luz visível. Outra parte da radiação solar não pode ser vista pelo olho humano e pode ser percebida de outras formas (VILLALVA; GAZOLI, 2012).
Figura 1 - Espectro eletromagnético
Fonte: (CARMINATO; LEITE; PAMBOUKIAN, 2015)
Conforme mostra a Figura 1, o espectro de radiação solar é o conjunto de todas as frequências magnéticas emitidas pelo sol. Todo espectro de radiação, incluindo as ondas visíveis ao olho humano e as não visíveis, transporta energia que pode ser captada na forma de calor ou luz (VILLALVA; GAZOLI, 2012).
Uma grandeza empregada para qualificar a radiação solar é a irradiância, geralmente chamada de irradiação, expressa na unidade de W/m2 (watt por metro quadrado), trata-se de uma unidade de potência por área. A medida da irradiância em W/m2 é muito utilizada para avaliar a eficiência dos dispositivos e sistemas fotovoltaicos. Com o valor padrão de 1000 W/m2, as eficiências das células e módulos fotovoltaicos de diversos fabricantes podem ser especificadas e compradas com base em uma condição padrão de radiação solar (VILLALVA; GAZOLI, 2012).
A Figura 2 mostra a irradiância solar ao longo do dia, em cada instante de tempo que é realizada uma medida, fazendo a integração dos valores de irradiância ao longo do tempo, ou seja, calcula-se a área embaixo da curva e obtém-se o valor da energia recebida do sol durante o dia por unidade de área, denominada insolação (VILLALVA; GAZOLI, 2012).
[CITAR AUTORES ESTÁ CORRETO, MAS O TEXTO NÃO PODE SER TÃO SEMELHANTE À FONTE. VERIFIQUE ISSO!]
Figura 2 - Perfil de irradiância solar ao longo do dia
Fonte: (MELOS, 10 de Agosto, 2015).
Figura 3 - Radiação solar global diária – média anual típica (wh/m2.dia)
Fonte: ATLAS de irradiação solar no Brasil,1998 (adaptado).
Insolação
Insolação é a grandeza utilizada para expressar a energia solar que incide sobre uma determinada área de superfície plana ao longo de um determinado intervalo de tempo. Sua unidade é o Wh/m2 (watt-hora por metro quadrado). O watt-hora é a unidade de energia e o watt-hora por metro quadrado expressa a densidade de energia por área (ABNT, 2012).
Figura 4 - Média anual de insolação diária no Brasil (horas)
Fonte: ATLAS Solarimétrico do Brasil, Recife: Editora Universitária da UFPE, 200. (adaptado)
Sistema fotovoltaico
A conversão da radiação luminosa em eletricidade é feita pelos materiais semicondutores presentes nos módulos fotovoltaicos. Tais semicondutores absorvem a energia da incidência do sol contidas nos fótons, transferindo uma parcela para os elétrons, que adquirem energia suficiente para se movimentarem em um circuito externo, gerando assim energia elétrica diretamente através do efeito fotovoltaico (Zilles et al.,2012).
A capacidade de conversão do módulo (ou o valor da máxima potência) bem como seus parâmetros elétricos é determinada por testes em condições padronizadas realizados em laboratório. As condições padrão de teste (ou condições de referência) são definidas para os valores de 1.000 W/m² de irradiância, 25ºC de temperatura de célula e coeficiente de massa de ar (AM) de 1,5 (PINHO E GALDINO, 2014).
A produção de energia depende da capacidade de conversão do módulo, bem como das características do local da instalação, ou seja, condições geográficas, meteorológicas e principalmente da incidência solar e sua orientação dos módulos em relação ao sol. Silva et al. (2012) destacaram que a radiação solar que incide em uma superfície varia de acordo com a latitude local, com as condições atmosféricas e posição no tempo (hora e dia, conforme as estações do ano).
Há uma limitação de conversão que é relacionado com aeficiência do módulo fotovoltaico. Conforme ressalta Vivacqua (2016), as células de silício foram criadas inicialmente com 6% da conversão da radiação luminosa em eletricidade, aproximadamente. Atualmente, as células de silício monocristalino atingem 20% de conversão, podendo alcançar patamares maiores que 25% de eficiência em laboratório.
Em uma avaliação da energia gerada pelos módulos é necessário atentar que, ao aumentar a temperatura além do seu valor nominal de referência (25º C), a produção de energia é reduzida. Conforme ressalta Pinho e Galdino (2014), o aumento da irradiância incidente e/ou temperatura ambiente reduz substancialmente a tensão da célula fotovoltaica.
É importante também destacar que os módulos, no decorrer da sua vida útil, vão reduzindo sua eficiência devido ao funcionamento contínuo ao tempo, sujeito as condições ambientais e climáticas do local de instalação. A degradação de potência dos módulos de silício cristalino instalados em campo é de 0,5% a 1,0% ao ano (PINHO E GALDINO, 2014).
[MODIFIQUE OS PARÁGRAFOS ACIMA PARA QUE NÃO SEJAM TÃO SEMELHANTES ÀS FONTES]
Figura 5 - Influência da temperatura em células fotovoltaicas
Fonte: Pinho e Galdino (2014).
Efeito fotovoltaico
As ondas eletromagnéticas ao incidirem sobre determinados materiais podem produzir alterações nas propriedades elétricas ou originar tensões ou correntes elétricas. Existem diversos efeitos da radiação eletromagnética sobre os corpos, sendo um deles o efeito fotovoltaico.
O efeito fotovoltaico decorre da excitação dos elétrons de alguns materiais na presença da luz solar (ou outras formas apropriadas de energia). Entre os materiais mais adequados para a conversão da radiação solar em energia elétrica destaca-se o silício. A eficiência de conversão das células solares é medida pela proporção da radiação solar incidente sobre a superfície da célula que é convertida em energia elétrica. Atualmente, as melhores células apresentam um índice de eficiência de 25%.
As células fotovoltaicas são constituídas de materiais semicondutores como: silício, arseneto de gálio, telureto de cádmio ou disseleneto de cobre e índio (gálio). O silício cristalino é o mais utilizado, mas as tecnologias de película fina ganharam mercado com a produção em larga escala.
Componentes de um sistema fotovoltaico autônomo
Um sistema fotovoltaico autônomo possui quatro componentes básicos:
Painéis solares - dimensionados de acordo com a energia necessária. Construídos com células fotovoltaicas, são responsáveis por transformar energia solar em eletricidade.
Controladores de carga - servem para evitar sobrecargas ou descargas exageradas na bateria, aumentando sua vida útil e desempenho.
Inversores - são responsáveis por transformar a baixa tensão em corrente contínua (CC) das baterias em 127 ou 220 V de corrente alternada (AC), ou outra tensão desejada. No caso de sistemas conectados à rede elétrica, também são responsáveis pela sincronia. 
Baterias - armazenam a energia elétrica para que o sistema possa ser utilizado quando não há sol.
 Células fotovoltaicas
Uma célula fotovoltaica é a unidade básica do sistema. É a responsável pela conversão da radiação solar em eletricidade.
Como uma única célula não é suficiente, os fabricantes associam várias células e as encapsulam para proteção, formando assim um módulo fotovoltaico.
Existem vários tipos de células fotovoltaicas produzidas em escala comercial e suas aplicações diferem de acordo com suas principais características.
Silício cristalizado
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.
Para a utilização do silício como matéria prima para a fabricação das células fotovoltaicas, esse deve ser purificado. São dois, os graus de purificação do silício:
Silício metalúrgico, onde se combina ao quartzito quantidades controlada de carbono a altas temperaturas. O oxigênio presente no quartzito é removido na forma de CO2 e depois de outros processos serão obtidas barras de silício com pureza de 98%.
Silício grau semicondutor (eletrônico e solar), onde o silício é convertido através de ácido clorídrico (HCl) a triclosano: Si + 3 HCl => Si H Cl3 + H2. Devido ao seu baixo ponto de ebulição (31,8 °C), este pode ser purificado pelo método de destilação fracionada, processo semelhante ao utilizado em reinarias de petróleo. Com a adição de H2 acontece a seguinte reação química: Si H Cl3 + H2 => Si + 3 HCl.
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.
Silício monocristalizado
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.
Silício policristalizado
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 adicionar o Boro. O processo segue como o do silício monocristalino com o corte, tratamento antirreflexo e criação dos contatos frontais.
Células de película fina
O desenvolvimento das células fotovoltaicas de película fina vem desde a década de 90. O material semicondutor é aplicado em um substrato, geralmente vidro, através de deposição por vaporização, deposição catódica ou banho eletrolítico. Os semicondutores mais utilizados são o silício amorfo (a-Si), o disseleneto de cobre e índio (gálio) (CIS-CIGS) e o telureto de cádmio (CdTe). Devido à alta absorção luminosa, camadas de menor espessura (0,001 mm) são, em teoria, suficientes para converter a luz solar em eletricidade. Além disso, esses materiais são mais facilmente dopados e requerem menores temperaturas (entre 200°C e 500°C) para sua fabricação, o que, combinado com a capacidade de automação para produção em larga escala, pode baratear o preço final dos módulos.
As células de película fina não têm o tamanho e o formato restrito, como as células de silício cristalizado.
Silício amorfo (a-Si)
O silício amorfo (sem forma) não possui uma estrutura cristalina, mas sim uma rede irregular. Por isso se formam ligações livres que absorvem hidrogênio até a saturação. Esse silício amorfo hidrogenado (a-Si:H) é criando em reatores plasmáticos, através de vaporização química de silano gasoso (SiH4), que requer temperaturas relativamente baixas, em torno de 200°C a 250°C.
A grande desvantagem das células de a-Si é a sua baixa eficiência, que diminui nos primeiros 6 a 12 meses de funcionamento, devida à degradação provocada pela luz, pelo chamado Efeito Staebler-Wronski, até atingir um valor estável.
Disseleneto de Cobre e Índio (CIS)
Para se fabricar as células CIS o substrato é revestido com uma fina camada de molibdênio através de deposição catódica, e a camada CIS do tipo P pode ser fabricada através da vaporização simultânea do cobre, índio e selênio, numa câmara de vácuo a 500°C, ou através da deposição camada a camada dos materiais. O óxido de zinco contaminado com alumínio (ZnO:Al)é utilizado como contato frontal transparente. Esse material é do tipo N e é depositada uma camada intermediária de óxido de zinco intrínseco (i-ZnO). Uma camada de sulfato de cádmio (CdS) do tipo N é utilizada para reduzir as perdas causadas combinação inadequada das redes cristalinas das camadas de CIS e ZnO.
Diferentemente do silício amorfo, células CIS não são susceptíveis à degradação causada pela luz, mas apresentam problemas de estabilidade em ambientes quentes e húmidos. Por isso, os módulos fabricados com esse tipo de célula têm que ter boa selagem.
Os módulos CIS são os mais eficientes dentre os mostrados aqui, e é provável que a produção em massa torne os seus preços mais atrativos que os de silício amorfo. Infelizmente as reservas de índio estão cada vez mais reservadas à produção das telas touch-screen dos smartphones e tablets, comprometendo o uso desse material para a indústria fotovoltaica. 
Telureto de cádmio (CdTe)
As células de CdTe são fabricadas sobre um substrato de vidro, com uma camada de óxido de estanho índio (OTI) como contato frontal, que é revestido com uma camada transparente de sulfato de cádmio (CdS) do tipo N, e depois com a camada de telureto de cádmio (CdTe) do tipo P. Podem ser fabricados por silk screen, deposição galvânica ou pirólise pulverizada.
Assim como o CIS, a tecnologia de fabricação do CdTe pode ficar ainda mais barata com o aumento da produção em escala. A desvantagem está na toxicidade do cádmio. O CdTe é um composto atóxico estável, mas pode apresentar um risco para o ambiente e a saúde na condição de gás. Felizmente o estado gasoso só ocorre durante a sua fabricação, em centros de produção controlados.
Tabela 1 – Eficiência dos diferentes tipos de células fotovoltaicas.
	Material
	Eficiência em laboratório (%)
	Eficiência em produção (%)
	Eficiência em produção em série (%)
	Silício Mono
	24,7
	18
	12 a 14
	Silício Poly
	19,8
	15
	11 a 13
	Silício Amorfo
	13
	4 a 7
	3 a 5
	CIS, CIGS
	18,8
	14
	10
	CdTe
	16,4
	10
	9
FONTE: O AUTOR
Controlador de carga
Em um sistema fotovoltaico autônomo, a tensão do arranjo fotovoltaico deve ser compatível com a tensão nominal do banco de baterias, que costuma ser de 12 24 ou 48 V.
O controlador (ou regulador) de carga/descarga aumenta o rendimento do sistema fotovoltaico e a vida útil (quantidade de ciclos) das baterias. As tensões de carga e equalização devem ser maiores que a tensão nominal, podendo ser em torno de 14,4 V numa bateria com tensão nominal de 12 V. Módulos standard, com 36 a 40 células fotovoltaicas de silício cristalizado geram tensões nominais entre 15 e 18 V. Um controlador de carga mede a tensão das baterias e as protege de sobrecargas indevidas, de uma das seguintes formas:
Desconectando o arranjo fotovoltaico quando sua tensão ultrapassa a tensão limite para recarga, como fazem os controladores em série.
Aplicando um curto-circuito no arranjo PV através de um controlador shunt.
Ajustando a tensão do arranjo, como fazem os controladores com MPPT.
Quando o nível de irradiância é baixo, o nível de tensão do arranjo PV será inferior à das baterias, fazendo com que as baterias se descarreguem nos módulos. Para evitar isto, os controladores possuem diodos de bloqueio integrados.
As funções fundamentais de um controlador de carga são:
Controle da perfeita recarga do banco de baterias.
Proteção contra sobrecargas indevidas.
Proteção contra descarga excessiva (acima de 80%, ou ajustável).
Informação do nível de carga do banco de baterias.
Figura 6 - Controlador de carga
FONTE: BLUE-SOL. Introdução aos sistemas solar
O melhor funcionamento das baterias para um longo período de vida requer certa inteligência dos controladores de carga, que devem se adequar as tensões de carga, ao nível de carga, idade, temperatura de operação e tipo de bateria (gel, eletrólito líquido etc.).
Como a tensão de recarga deve variar em função da temperatura, os controladores de carga devem possuir um sensor, que se for integrado ao controlador deve ser instalado próximo ao banco de baterias. Em alguns modelos o sensor é externo, permitindo sua instalação sobre as baterias.
Os controladores de carga e descarga possuem um sistema de Desconexão em Baixa Tensão (LVD — Low Voltage Disconnect), que protegem as baterias de descargas excessivas que evitam profundidades de descarga maiores que 80%. Essa proteção é ativa quando a tensão do banco de baterias cai abaixo de determinado valor e pode ser ajustado em alguns modelos de controladores.
Os controladores suportam correntes limitadas, tanto de entrada (do arranjo fotovoltaico), quanto de saída (das cargas CC). Possuem fusíveis de proteção para os componentes sensíveis contra o excesso de corrente e, geralmente possuem o mesmo limite tanto na entrada quanto na saída. Os controladores comerciais têm capacidade que vão de 5 A até 60 A. Para arranjos fotovoltaicos maiores, podem ser utilizados vários controladores em paralelo, ou o arranjo é dividido em painéis menores ligados ao mesmo banco de baterias. Esta última configuração dá mais segurança e flexibilidade ao sistema pois, no caso de falha de um dos painéis, os demais continuam fornecendo potencial. Nos dois casos, não é recomendado o uso de controladores diferentes.
Na hora de escolher o regulador/controlador para um sistema fotovoltaico, levamos em consideração:
Tensão Nominal do Sistema PV: o controlador deve ter tensão nominal igual à tensão do banco de baterias, que é a tensão nominal do sistema fotovoltaico, que é quem determina o modo de associação dos módulos fotovoltaicos e das baterias.
Corrente de Curto Circuito do Arranjo Fotovoltaico: os controladores devem ser capazes de receber a totalidade de corrente enviada pelo arranjo fotovoltaico, que é a corrente de curto circuito. A corrente de curto-circuito do arranjo é a soma das correntes dos módulos ligados em paralelo. Deve-se considerar um fator de segurança entre 10% e 25%, e a ligação de fusíveis entre o arranjo PV e o controlador de carga.
Corrente de Saída: no caso de cargas CC ligadas ao controlador, deve-se considerar um fator de segurança entre 10% e 25% para a corrente que vai das baterias parras essas cargas. Para calcular a corrente de saída, somam-se as correntes de parida de todas as cargas que funcionarão simultaneamente.
Inversor
Nos sistemas fotovoltaicos, a geração, armazenamento e disponibilização da eletricidade é na forma de corrente contínua (CC). Para a utilização de aparelhos que funcionam com corrente alternada (CA) é necessário um conversor que transforme a corrente contínua com tensões entre 12 V e 48 V, em corrente alternada com tensões de 127 V ou 240 V. Essa é a função dos Inversores Autônomos, utilizados em sistema fotovoltaicos isolados.
Figura 7 – Inversor
FONTE: BLUE-SOL. Introdução aos sistemas solar
As características desejáveis para a escolha de um bom inversor para um sistema fotovoltaico autônomo são:
Boa eficiência na conversão elétrica: é recomendado que o(s) inversor(es) tenha(m) eficiência acima de 80%. A eficiência máxima de um inversor acontece, geralmente, quando este está fornecendo entre 50% e 70% de sua capacidade nominal contínua. Inversores mais sofisticados conseguem altas eficiências mesmo quando parcialmente carregado ou com carga próxima à máxima nominal.
Alta capacidade de sobrecarga: um inversor deve ser capaz de fornecer uma potência instantânea bem maior que a potência nominal, o que permitirá a parida de dispositivos elétricos que consumam alta corrente de parida (ex.: motores), sem a necessidade de super dimensionar o inversor na fase de projeto.
Tolerância para as flutuações de tensão das baterias: durante os processos de carga e descarga, a tensão das baterias varia de tal maneira, que pode ser nociva a dispositivos mais sensíveis.
Baixo autoconsumo: (quando em stand-by) e detecção automática de cargas.
Proteção contra curto-circuito na saída CA.
Alta proteção eletromagnética.
Baixa distorção harmônica: se refere à qualidade da forma de onda de saída da corrente alternada. Quanto menora distorção, mais qualidade tem a corrente de saída.
Proteção contra surtos. Alguns inversores possuem um sistema de controle que lhes permite carregar o banco de baterias por uma fonte de energia elétrica em corrente alternada. Esses inversores, chamados de inversor-carregador, não são inversores grid-tie e não podem ser utilizados em sistema on-grid.
Tipos de Inversores
De acordo ao formato de onda de saída os inversores autônomos podem ser classificados em:
Inversores de onda quadrada: São os mais baratos. A onda de saída tem uma grande quantidade de harmônicos indesejados, que geram interferências em alguns aparelhos e perdas de potência. Costumam ser utilizados com cargas pequenas (ex.: TVs, notebooks etc.) e não são adequados para motores. Tem distorção harmônica que pode chegar a até 40%, e rendimentos em torno de 60%.
Inversores de onda senoidal modificada: são os que apresentam a melhor relação custo-benefício. O formato da onda de saída não é uma senóide pura, mas se aproxima muito. Podem alimentar quase todo tipo de carga, mas não são recomendados para aparelhos eletrônicos mais delicados. Tem distorção harmônica em torno de 20% e rendimentos em torno de 90%.
Inversores de onda senoidal pura: são os que têm formato de onda de saída igual à rede elétrica das concessionárias. São indicados para alimentar dispositivos eletroeletrônicos mais sensíveis e atualmente estão sendo mais utilizados que os outros tipos de inversores. Não apresentam problemas quanto a distorções harmônicas ou estabilidade da tensão. São mais caros que os inversores de onda quadrada ou senoidal modificada.
Baterias
Nos sistemas autônomos a geração e o consumo de energia nem sempre coincidem devido à intermitência e aleatoriedade da radiação solar. A presença de uma bateria é necessária para aprimorar o fornecimento constante de energia para o consumidor e para evitar desperdício da energia gerada quando o consumo é baixo, permitindo seu armazenamento para o uso posterior, nos momentos em que houver pouca ou nenhuma incidência de radiação solar, no período da noite e nos dias nublados e chuvosos. Na maior parte dos sistemas fotovoltaicos autônomos a presença de uma bateria ou de um banco de baterias também é necessária para estabilizar a tensão fornecida aos equipamentos ou ao inversor eletrônico, uma vez que a tensão de saída do módulo fotovoltaico não é constante e pode variar. Dessa forma, a bateria funciona como um acoplador entre o módulo e o restante do sistema (FOSTER; GHASSEMI; COTA, 2009).
Em sistemas isolados, a baterias tem as seguintes funções:
Autonomia: essa é a função mais importante, que é suprir a energia para os consumos, quando o painel não é capaz de gerar energia suficiente. Isso acontece todas as noites e nos períodos chuvosos ou nublados, que podem variar durante o dia.
Estabilizar a tensão: os módulos fotovoltaicos têm uma grande variação de tensão, de acordo à irradiância recebida. A conexão de cargas de consumo diretamente aos módulos pode expô-los a tensões muito altas ou muito baixas para o seu funcionamento. As baterias possuem uma faixa de tensões mais estreita que os módulos fotovoltaicos, e garantirão uma faixa de operação mais uniforme para as cargas.
Fornecer correntes elevadas: a bateria opera como um buffer, fornecendo correntes de partida elevadas. Alguns dispositivos (como motores) requerem altas correntes (de 4 até 9 vezes a corrente nominal) para iniciar o seu funcionamento, estabilizando e utilizando correntes mais baixas depois de alguns segundos. Outros dispositivos mais vorazes entrarão em funcionamento por curto período, mas consumirão muita potência. As baterias fornecerão essa alta potência momentânea e serão carregadas lentamente pelo painel fotovoltaico durante o dia.
Inclinação do painel fotovoltaico
A inclinação ideal dos painéis fotovoltaicos varia de acordo à Latitude da localidade e quanto ao tipo de sistema fotovoltaico. Para sistemas isolados um painel com maior inclinação é recomendável, pois garante maior captação nos períodos de menor irradiância, próximo ao solstício de inverno. Para os sistemas conectados à rede, inclinações menores propiciam maior captação nos períodos próximos ao solstício de verão, o que gera mais energia e, nos países com tarifas diferenciadas, maiores ganhos financeiros.
É possível calcular a melhor inclinação, para um sistema isolado, utilizando a seguinte equação:
β = φ + (φ/4) 				Equação 1
Onde:
Β = inclinação do painel em relação ao plano horizontal.
Φ = Latitude da localidade
Esta equação retorna um valor aproximado, e a inclinação real pode ser arredondada em até 5° sem perda de desempenho.
Para os sistemas conectados à rede, podemos utilizar a seguinte equação:
β = 3,7+0,69φ 				 Equação 2
Em latitudes acima de entre 15° e 30° podemos aproximar os cálculos em:
Latitude + 5°, para sistemas autônomos.
Latitude – 5°, para sistemas on-grid.
Em nenhum dos casos é recomendável inclinações menores que 10°, pois a limpeza natural dos módulos pela água da chuva será prejudicada. Isso é especialmente importante em sistemas autônomos instalados em localidades remotas, nas quais a manutenção é reduzida.
A maior parte do território brasileiro está localizada relativamente próxima da linha do Equador, de forma que não se observam grandes variações na duração solar do dia. Contudo, a maioria da população brasileira e das atividades socioeconômicas do País se concentra em regiões mais distantes do Equador. Em Porto Alegre, capital brasileira mais meridional (cerca de 30º S), a duração solar do dia varia de 10 horas e 13 minutos até 13 horas e 47 minutos, aproximadamente, entre 21 de junho e 22 de dezembro, respectivamente.
Desse modo, para maximizar o aproveitamento da radiação solar, pode se ajustar a posição do coletor ou painel solar de acordo com a latitude local e o período do ano em que se requer mais energia. No Hemisfério Sul, por exemplo, um sistema de captação solar fixo deve ser orientado para o Norte, com ângulo de inclinação similar ao da latitude local.
iluminação pública
De acordo com a NBR 5101 (2018), o serviço de iluminação pública tem por objetivo prover de luz, ou claridade artificial, nos logradouros públicos no período noturno ou nos escurecimentos diurnos ocasionais, inclusive aqueles que necessitam de iluminação permanente no período diurno.
Tarifas de energia elétrica
De acordo com a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), a tarifa referente à energia elétrica é um valor unitário, medido em reais por quilowatt-hora (R$/KWh), multiplicado pela quantidade de energia elétrica consumida no mês, que os consumidores pagam por meio de conta recebida de sua empresa distribuidora de energia elétrica. Esse valor corresponde a 1 KWatt consumido em uma hora (ANEEL, 2005).
Classes de consumo
As classes de consumo são as diversas classes aplicadas a cada tipo de consumidor, conforme a Resolução Normativa ANEEL n. 414/2010.
As classes com suas respectivas subclasses são definidas como se segue:
Residencial
Industrial
Comercial
Rural
Poder Público
Viabilidade econômica
A escolha dentre as opções disponíveis que se deve fazer para investir depende somente da análise dos recursos: entrada e de saída. Se houve lucro trata-se então de viabilidade.
A análise de investimentos busca com o auxílio da estatística e da matemática financeira uma solução eficiente para uma determinada situação problema. Para isso é necessário dominar o conceito e a aplicação de diversos indicadores para modelar uma estrutura que forneça os dados otimizados. O conceito e a aplicabilidade dos vários indicadores existentes na análise econômica e financeira, como a taxa interna de retorno (TIR), valor presente líquido (VPL), payback (período de retorno) e entre outros (MOTTA et al., 2009).
Fluxo de caixa
O fluxo de caixa refere-se às atividades operacionais e financeiras. É a apreciação das contribuições monetárias ao longo do tempo. De maneira simplificada, contempla todas as entradas e saídas de caixa dos negócios. Pode ser complexo, podendo geraruma matriz do fluxo de caixa, onde nela será representado os fluxos de dinheiro ao longo de um tempo estipulado. Convencionalmente, dividendos, receitas e economias da empresa são os fluxos positivos, e os gastos e aplicações os fluxos negativos. Costuma-se representar os fluxos positivos com vetores para cima e os fluxos negativos com vetores para baixo (ROSS; WESTERFIELD; JAFFE, 2002).
Valor presente líquido
O valor presente líquido indica se o projeto em questão irá gerar valor aos empreendedores. Caso haja valor positivo é viável. Para se calcular o VPL de um projeto faz-se a diferença entre o saldo dos valores das entradas aos das saídas líquidas com desconto dos fluxos de caixa feito a uma taxa k determinada pela Taxa mínima de atratividade (TMA). Em caso de escolha dentre vários projetos disponíveis, aquele que apresentar maior valor de VPL é o mais indicado para ser introduzido. (GALESNE; FENSTERSEIFER; LAMB, 1999).
Pay Back
Também chamado de payout, ou tempo de recuperação do investimento este indicador é utilizado como referência para julgar o nível de atratividade relativa das opções de investimento. Quanto maior o prazo de pagamento do empréstimo, menos interessante ele se torna ao empreendedor. Obviamente que esse prazo de payback é relativo. Investimentos de grande porte como aqueles ligados à infraestrutura, como hidrelétricas e mineração podem apresentar o intervalo de payback bem alongado. Este indicador não considera o valor do dinheiro e nem os fluxos líquidos após o período de recuperação. Analisa-se separadamente a liquidez do investimento e ignora o valor dos recursos destinados a manutenção. Pode ser calculado de forma simples, pela razão entre investimento e receitas (COSTA et al., 2003). O Payback é a razão do investimento inicial pelo fluxo de caixa.
Estudo de caso
Com o objetivo de estudar a viabilidade do sistema de iluminação pública, baseado na análise de economia de energia, que reflete diretamente na economia. Foi realizado um estudo de caso para fazer um comparativo entre dois modelos de iluminação pública: o modelo Tradicional com o modelo de sistema fotovoltaica autônoma, para saber se existe a possibilidade de uma viabilidade sustentável e econômica a respeito da iluminação fotovoltaica autônoma na utilização de postes de iluminação pública.
Local de estudo
Foi elaborado um levantamento de pontos luminosos instalados na iluminação pública no Município de Rio Bonito, localizado no estado do Rio de Janeiro. A escolha ocorreu em cima de alguns parâmetros levados em consideração e eles são: a proporção de irradiação solar no município durante o ano, o clima da região, a expansão da população pelo território, o mapeamento dos pontos luminosos de iluminação pública, levantamento de áreas de risco além de dados do IBGE sobre o rendimento per capita. Todos os dados levantados foram importantes para a escolha do Município para o estudo.
Um artigo articula sobre as transformações no espaço rural da cidade de Rio Bonito e relata que na segunda década do século XXI, ocorreria expansão nas atividades econômicas locais. Há relatos sobre fazendas e sítios perderam a atividade agrícola e se tornarem em loteamento para habitação (Simpósio Nacional de Geografia Urbana, 2019). No que reflete no crescimento populacional e expansão no interior do município.
Figura 8 - Mapa do Município de Rio Bonito.
FONTE: MAP OF RIO DE JANEIRO
Figura 9 - Atlas Solarimétrico do Estado do Rio de Janeiro.
FONTE: IEPUC
O município de Rio Bonito corresponde ao relevo de 4,25kW/m².dia.
Gráfico 1 - Média de Irradiação por dia.
FONTE: LABREN - Laboratório de Modelagem e Estudos de Recursos Renováveis de Energia.
MOdelo de ilumininação pública tradicional
O modelo de iluminação pública tradicional consiste na divisão entre ativos de responsabilidade do município e entre ativos que ficam sob a responsabilidade da distribuidora. Os ativos que ficam sob a responsabilidade do município consistem em hastes dos postes e equipamentos acessórios, como reatores, relés e lâmpadas. Já os ativos que ficam sob a responsabilidade da distribuidora são os postes e a rede elétrica, incluindo subestações e transformadores (CBIE).
O sistema de iluminação do espaço público funciona apenas no período noturno, onde é acionado no início da noite e é desligado no início do amanhecer através do sensor fotocélula que fica acoplada a lâmpada.
Figura 10 - Ativos da Rede de Distribuição de Eletricidade para Iluminação Pública.
FONTE: CBIE - Centro Brasileiro de Infraestrutura.
MODELO DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA AUTÔNOMA FOTOVOLTAICA Adotado
O modelo de iluminação pública autônoma fotovoltaica adotado consiste por um módulo de painel solar, lâmpada, um controlador de carga, uma bateria. 
Figura 11 – Diagrama elétrico unifilar geral do Poste Fotovoltaico.
FONTE: Neosolar
Ao amanhecer, os painéis solares detectam a presença do sol e desligam as luminárias, passando então a captar a energia do sol, transformando-a em corrente elétrica. Esta energia é então armazenada nas baterias e fica pronta para alimentar as luminárias durante a noite.
Ao anoitecer os painéis solares percebem a ausência de luz e as luminárias são acesas automaticamente pelo controlador. A energia acumulada pelas baterias é utilizada para abastecer as luminárias até o dia seguinte.
Os painéis fotovoltaicos têm capacidade suficiente para recarregar as baterias durante o dia. As baterias têm autonomia para manter as luminárias funcionando por 3 noites consecutivas mesmo que não haja sol durante o dia. Quando houver sol novamente, as baterias serão recarregadas automaticamente. 
Vantagens dos Postes Fotovoltaicos:
· Os postes são totalmente autônomos, com painéis solares e baterias, podendo ser instalados em qualquer local com insolação direta
· Utiliza energia solar que é limpa, sustentável, sem ruídos ou emissão de gases
· É mais barato ao longo de sua vida útil pois funciona com custo zero de energia
· A instalação é muito mais simples, rápida e barata que um poste convencional pois não exige infraestrutura elétrica e ligação à rede. 
· Não possui fiação aparente
· O sistema de armazenamento de energia permite uma autonomia de pelo menos 3 dias sem sol, graças ao correto dimensionamento.
· Possui luminárias LED de alta eficiência com vida útil superior a 50mil horas
· Liga e desliga automaticamente ao anoitecer/amanhecer
· Poste em aço galvanizado com vida útil do material superior a 10 anos
· Poste dimensionado de acordo com as normas brasileiras para suportar ventos e intempéries
Desvantagens dos Postes Fotovoltaicos:
· Não funcionar à noite sem sistemas com baterias
· Alto custo 
· Poucos estudos sobre os impactos provenientes do descarte dos painéis.
Figura 12 - Sistema de iluminação pública fotovoltaica.
FONTE: SAGE INTELIGENCIA ENERGÉTICA.
As placas fotovoltaicas solares convertem a irradiação direta e irradiação difusa em eletricidade. 
Lâmpadas de LED
As lâmpadas de LEDs têm eficiência luminosa superior as lâmpadas que são encontradas no mercado, no que resulta em economia de energia e gera a mesma quantidade de iluminação.
Além disso as LEDs podem ter a durabilidade entre quatro à cinco vezes maior que as lâmpadas incandescentes e fluorescentes. Também o risco à saúde é inferior, pois não contém material nocivo, como o mercúrio que contém nas lâmpadas fluorescentes. Podendo, inclusive, ser descartadas em lixo comum (INMETRO).
Na comparação do custo total das três principais lâmpadas: fluorescente, incandescente e LED. O custo na aquisição da lâmpada LED, ainda é superior das demais, porém existe a redução no custo na conta de luz e redução na manutenção, pois a vida útil é superior.
Gráfico 2 - Custo e Benefício, entre lâmpadas.
Fonte: Divisão de Metrologia Óptica da Diretoria de Metrologia Científica Industrial do Inmetro.
Tabela 2 - Equivalência da lâmpada LED com as demais lâmpadas.
FONTE: SOLUÇÕES ECONOMICAS EM ENERGIA.
Comparação entre os modelos
O modelo atual e tradicional de iluminação pública, apresenta um alto gasto financeiromensal além de modelos insuficientes e ultrapassados em relação a própria iluminação, mas já existe toda uma infraestrutura mobilizada para manutenção do sistema já instalado.
No ano de 2019 foi realizado um senso no município de Rio Bonito no qual foi levantado 6.278 pontos luminosos instalados e o consumo associado foi de 4.508.156kWh, no que gerou o gasto de quase 3 milhões de reais referente ao ano. 
O sistema de iluminação pública do município é composto pela abertura dos tipos de lâmpadas, conforme a tabela 2.
Tabela 3 - Relação de pontos luminosos instalados.
	Tipo de Lâmpada
	Potência (W)
	Total
	Média de Consumo (kWh)
	Fluorescente
	Entre 20W e 80W
	48
	8.412
	Halógeno
	300W
	1
	1.460
	Incandescente
	100W
	12
	701
	LED
	Entre 7W e 200W
	72
	18.396
	Mista
	Entre 160W e 500W
	15
	19.705
	Vapor Mercúrio
	Entre 80W e 400W
	747
	401.449
	Vapor Metálico
	Entre 70W e 400W
	2.007
	1.611.147
	Vapor Sódio
	Entre 70W e 400W
	3.376
	2.446.886
	Total
	 
	6.278
	4.508.156
FONTE: Senso de 2019.
O modelo Autônomo fotovoltaico de iluminação pública adotado é o Poste Solar Fotovoltaico - LED 120W - 10 metros da empresa NeoSolar, esse modelo apresenta um alto desempenho em relação a fluxo luminoso, devido as lâmpadas de LED, longo período de vida útil dos equipamentos em geral, autonomia de funcionamento sem radiação solar de 3 dias, porém, um alto gasto inicial com a compra dos equipamentos.
Figura 13 – Poste solar fotovoltaico.
FONTE: Neosolar.
Uma unidade do sistema adotado custa R$ 10.880,07, multiplicando pela quantidade de clientes que é 6.278, chegamos ao valor de R$ 68.395.079,46, como o gasto com a iluminação publica atual gasta cera de 3 milhões anualmente, levaria 25 anos para arrecadar o valor gasto na aquisição dos postes autônomos, sua vida útil é de cerca de 50.000 horas, o que irá requerer uma manutenção dentro de um período mínimo de 11 anos e meio. 
Conclusão
Este presente estudo objetivou analisar a viabilidade sustentável e econômica de implantação de luminárias autônomas fotovoltaicas como forma de substituição do modelo Tradicional utilizado atualmente.
O estudo de caso comprovou que a implantação é em partes viável, pois o sistema autônomo fotovoltaico gera redução na fatura de luz, a manutenção é inferior ao modelo Tradicional de iluminação pública, além de diminuir a demanda na geração de energia elétrica. Em contrapartida o que inviabiliza este modelo adotado na simulação, é que para substituir todos os pontos luminosos demandaria em torno de mais de 20 vezes a média anual do valor pago pelo município pela conta de luz.
O tempo de Payback para esse formato de instalação, é alto, que é um indicativo utilizado para apontar a viabilidade financeira do projeto. Assim, analisando o resultado observou-se a inviabilidade do projeto, levando em consideração o aspecto financeiro.
Levando em consideração o aspecto socioambiental, é uma energia limpa, sustentável, renovável e uma solução para áreas sem eletricidade, traz benefícios econômicos, ambientais e sociais por economizar na conta de luz, ter vida útil elevada e facilitar o acesso à energia elétrica em locais mais remotos.
Se adotado apenas em parte de uma determinada área como exemplo, uma parte do município mais afastado, com incidência de radiação solar, investindo parte do valor arrecadado mensalmente, se torna viável pelo ponto de vista socioambiental.
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Média de Irradiação (Wh/m².dia) 
Irradiação Direta	
Jan	Fev	Mar	Abr	Mai	Jun	Jul	Ago	Set	Out	Nov	Dez	5070	5946.75	4272.5	4473	4045.5	4393	4070.5	4833.5	3797	3775	3234.25	4379.5	Irradiação Difusa	
Jan	Fev	Mar	Abr	Mai	Jun	Jul	Ago	Set	Out	Nov	Dez	2361.5	2180.75	2048.25	1694	1411.75	1237.75	1286.5	1490.25	1832.25	2161.75	2497.5	2549