Energia Fotovoltaica: On Grid vs Off Grid

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ESCOLA SUPERIOR DE ADMINISTRAÇÃO, MARKETING E COMUNICAÇÃO
Geração de Energia
SANTOS 2020
Kleber Adilson Vaz Vasques RA 12190297
 Eng Elétrica
Trabalho de Geração de Energia
Trabalho de pesquisa apresentado para a Disciplina de Geração de Energia abordando o tema eletricidade fotovoltaica seus conceitos e aplicabilidades.
Professor: Vicente Zanuy
Santos 2020
Sumário
Introdução	2
1.Objetivo 	2
2.Comparação do sistema on grid e off grid 	3
2.3 Diferença de custo dos dois sistemas 	5
3. KIT off Grid 	5
2.4 Kit On Grid 	7
4.Qual o melhor sistema para meu cliente ?.....................................................11
5.Conclusão ........................................................................................................14
Introdução
A energia solar possui variadas aplicações e a geração direta da energia elétrica através do efeito fotovoltaico se caracteriza como uma das formas mais interessantes de gerar potência elétrica. Atualmente, o Brasil ainda se encontra muito dependente de duas fontes de energia: a hidráulica e a térmica, mas após o racionamento de energia elétrica ocorrido no ano de 2001, verificou-se a necessidade de uma maior diversificação da matriz energética brasileira. A diversificação não é só uma exigência da segurança do sistema, mas também da necessidade de incluir fontes mais limpas de energia na matriz energética do Brasil. A busca por formas alternativas de geração de energia elétrica, visando diminuir o impacto ambiental, tem proporcionado grandes investimentos em geração fotovoltaica, eólica e híbrida. Atualmente, a energia solar é considerada uma alternativa para suprir a demanda da energia por ser uma fonte inesgotável, no caso o Sol, assim como por dispor de uma geração com menor impacto ambiental. Dessa forma, motivados pelo interesse no desenvolvimento desta tecnologia, na utilização de sistemas fotovoltaicos como uma ferramenta da geração de energia distribuída e na viabilidade e utilização do sistema no mercado comercial, desenvolve se esse estudo.
1.Objetivo
O trabalho baseia se em um relatório de viabilidade técnica e econômica comparando, para uma potência de 10 kWp, a instalação de um sistema on-grid e um sistema off-grid. Fazer um trabalho com base nas orientações acima e apresentar nas considerações finais a defesa por um dos dois sistemas.   
2.Comparação do sistema on grid e off grid
2.1 ON GRID
No sistema on grid, também chamado de grid-tie, a geração de energia solar está conectada à rede pública, ou seja, quando a sua unidade produz mais energia do que você consome, essa energia é enviada de volta à rede pública e é transformada em créditos de energia que podem ser utilizados em até cinco anos.
E, se o sistema não conseguir gerar a energia necessária para o consumo, a rede pública complementará com a energia restante, ou seja, o valor da conta de luz será reduzido consideravelmente.
Para harmonizar o sistema on grid com a rede pública, será necessário o uso de inversores interativos, que além de realizar a ação de harmonizar, ele também converte a energia gerada pelas placas solares em corrente contínua (CC), transformando-a em energia elétrica de corrente alternada (CA).
 
2.2 OFF GRID
Já no sistema off grid, como não possui conexão com a rede pública de energia (sendo assim não é necessário pagar a conta de luz), ela então necessita de um banco de baterias estacionárias , que irão armazenar todo o excesso de energia gerado pelas placas fotovoltaicas. Essa energia ficará armazenada e preparada para gerar energia para sua residência. Mesmo em épocas em que seu sistema não esteja gerando energia.
Esse sistema é mais indicado para lugares remotos, como áreas rurais, pois seu uso não depende da rede pública de energia.
Além do banco de baterias estacionárias, o sistema off grid também necessita de inversores elétricos. Ele converte a corrente contínua gerada pelas placas solares e o armazena nas baterias em corrente continua.
Sabendo das diferenças, conclui-se que o sistema on grid é comumente utilizada em regiões urbanas ou localidades com acesso à energia elétrica. Enquanto que o off-grid não necessita da energia da rede pública, sendo mais usado em meios remotos ou rurais.
2.3 Diferença de custo dos dois sistemas 
2.4 Kit Off Grid
Este kit Gerador Fotovoltaico completo com bateria criado para satisfazer as necessidades de gerar energia a partir do sol com baixo custo em locais isolados e remotos sem acesso à rede. Este Kit Solar Off Grid com Bateria foi dimensionado para suportar um consumo da carga de até 3 dias sem sol e está pronto para ser utilizado. Ele pode gerar cerca de 10000Wh/dia( necessidade do cliente 10000 wh/ dia )*considerando 5 horas de sol*, sendo composto por :
Kit solar 10.000w/dia - Inversor Carregador Senoidal MPPT
 Itens Inclusos:
 
8 Painéis Solares Fotovoltaicos 385w (210cm x105cm x 5cm)
1 Inversor Senoidal Carregador MPPT 80A 3000w 24v/220v
1 Par de conector MC4
1 Disjuntor 550vdc
10 Metros cabo solar 6mm vermelho
10 Metros cabo solar 6mm preto
8 Baterias estacionárias 225A (53cm x 28cm x 25cm)
​EMBALAGEM: 1 volume em (pallet) medidas: 2,00 x 1,20 x 1,20m  -  peso bruto= 736kg​
8 baterias estacionárias 12V de 225A/h, tem autonomia de 6400w/dia com descarga de 30%
O Controlador de Carga Solar fará a transferência da energia gerada pelos painéis para o banco de bateria, que será armazenada e depois utilizada durante o dia e/ou a noite pelos equipamentos elétricos de corrente contínua em 12 ou 24V – verificar a tensão do sistema.
Este inversor de 3000w, possui carregador MPPT incorporado de 80A pela energia solar, e 20A pela rede elétrica. Em local com energia elétrica, pode ser utilizado como nobreak. Quando tem energia, os aparelhos são alimentados via by pass, na falta de energia, comuta automaticamente para alimentação por baterias.  
Recomendamos o consumo médio de até 6400w/dia, possibilitando uma sobra de energia de modo a garantir a recarga da bateria após dia com condição climática adversa.
O que pode ser ligado: geladeira ou freezer 1 porta, TV, furadeira (450w), “makita” (500w), micro-ondas (até 800w), frigobar, purificador de água gelada.
Atenção: Caso necessite ligar, ao mesmo tempo, mais de um aparelho no inversor, cuidar para que a soma das potencias não ultrapasse a potência máxima do inversor. Para uso continuo, recomendamos trabalhar com 70% da potencia nominal do inversor.
Não é recomendado o uso de Energia Solar Fotovoltaico Off Grid para alimentar chuveiros elétricos, ar condicionado, motores elétricos e outros equipamentos que consomem alta quantidade de energia.  
O sistema off grid completo , custa no site Kasa tec Energia solar em torno de R$ 25180,00 ,vamos avaliar despesas adicionais pesquisadas em torno de R$ 10000,00 totalizando R$ 35180,00 , o sistema tem a viabilidade de funcionar em by pass com a rede elétrica e em falta de energia pode suprir as necessidades essenciais de uma residência , só não alimentando chuveiros e ar condicionado .
3. KIT ON Grid
Após diversas pesquisas de mercado o kit escolhido devido a qualidade, durabilidade e garantia foi o gerador solar 10,56KWP - 10,0KW - 1x220V Ouroluxformados por módulos da Canadian Solar e Inversores GoodWe. São componentes de primeira linha (Tiear One) selecionados e com procedência que garantem o melhor desempenho e qualidade. Com exclusivas String Box Ourolux que oferecem maior proteção e durabilidade. - a mais alta tecnologia; - conformidade as normas do inmetro; - alta eficiência de conversão; - garantia de 25 anos na especificação de eficiência; - construção robusta. - Energia limpa; - Pode ser instalada em qualquer lugar , sistema silencioso; - Fonte inesgotável,sistema confiável, Baixa manutenção, Fácil instalação e modular, pode ser ampliado conforme necessidade.
O kit é composto por :
32 Modulos fotovoltaicos Canadian de 330w
 Fabricante Tier 1; • Alta eficiência de conversão; • Fácil instalação e manuseiopara várias aplicações; • Capacidade de carga mecânica maior que 5400 Pa; • Certificado pelo INMETRO; • Conformidade com as normas IEC21615:2015, IEC61730:2004, UL1703; • Aplicação: Classe A, Segurança: Classe II, Resistência a fogo: Classe C; • 25 anos de garantia de especificação de eficiência; • 10 anos de garantia.
2 Inversores Fotovoltaicos 5,0Kw 1x220v Goodwe
A linha DNS da GoodWe possui um inversor monofásico On-Grid com tamanho compacto e tecnologia avançada de software e hardware. Fabricados através de padrões industriais modernos, a linha DNS oferece alta eficiência e funcionalidade. Lidera sua categoria sendo à prova d'água e poeira conforme a norma IP65 e tendo um design sem ventoinhas e de baixo nível de ruído. A comunicação WIFI inclusa, oferece aos clientes diferentes métodos de monitoramento para atender a diferentes necessidades. Os clientes podem escolher a maneira mais conveniente de monitorar seus sistemas solares. Também permite que o cliente altere para outro método de monitoramento após a instalação. 
100 metros de cabo solar 6mm 1500V cc preto
100 metros cabo solar 1500 v cc vermelho
12 conectores MC4 PAR Femea Macho
2 unidades de String Box 500 Vcc – 2 entradas / 2 saidas
O sistema vem completo para instalação , porem necessita de mão de obra especializada para instalação , este custo gira em torno de R$ 10000,00 e o custo deste kit completo no site ouro lux solar esta em R$35.557,06 totalizando em media um custo de R$ 45.557,06 .
4.Qual o melhor sistema para meu cliente ?
 Os sistemas on grid tem a vantagem de não utilizar baterias e controladores de carga. Isso os deixa cerca de 30% mais baratos, pois garante que toda a energia seja utilizada localmente ou em outro ponto da rede.
No entanto os sistemas off grids usam bateria que podem armazenar o excedente energético. Porém não é recomendado para áreas urbanas, se o objetivo final é receber desconto na conta de luz, o sistema conectado a rede é mais indicado.
O sistema on grid é mais recomendado para quem deseja alimentar toda a residência ou empresa. No entanto, se não há ligação com nenhuma distribuidora ou possui problemas de abastecimento e deseja ser independente das concessionárias de energia, o off grid é mais adequado.
É importante considerar que abastecer totalmente uma residência com um sistema off grid tem um custo elevado, além de necessitar de um espaço amplo para armazenar as baterias. Sendo assim, recomendamos que você selecione os equipamentos mais críticos numa eventual falta de energia, como geladeira e pontos estratégicos de iluminação.
4.1 .Diferencial econômico entre os dois sistemas 
    
Para um sistema off grid o retorno econômico é imediato , pois toda energia gerada é aramzenada e utilizada , já no sistema on grid teremos um pay back mais lento pois dependeremos da conversão de energia gerada voltar como créditos da concessionária .
Em abril de 2012, entrou em vigor uma resolução da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) que facilita e estimula o acesso à minigeração e à microgeração que utilizem fontes limpas de energia, como hidráulica, eólica, solar, biomassa ou cogeração qualificada. A resolução também criou o Sistema de Compensação de Energia, no qual o excedente de energia pode entrar na rede de distribuição local e gerar créditos ao consumidor. Essa também é uma maneira de tornar o setor energético brasileiro mais sustentável, pois nos últimos anos o investimento em usinas termoelétricas cresceu, uma tentativa de fugir do risco de um apagão, como o que ocorreu em 2001. O preço de instalação de um sistema de placas fotovoltaicas é de aproximadamente 10 mil reais, mas as altas tarifas sobre a energia compensam o gasto. Se a mesma quantia de dinheiro for depositada na caderneta de poupança, a uma taxa de 0,5%, renderá ao consumidor R$ 45 mensais. No entanto, um gerador doméstico pode diminuir os gastos da conta de luz em até R$ 75 mensais. Essa diferença de rentabilidade pode ser um estímulo para quem tiver um pouco de dinheiro guardado e decidir investir em uma maneira ecológica e rentável de produção de energia.
A manutenção do sistema custa em torno de R$ 5000,00 e é de 5 em 5 anos ou seja somados aos R$ 45000,00 investidos gerando em torno de 10000kw/h com o preço do kW a (por 100 kWh): Bandeira amarela: R$ 1,50. Bandeira vermelha 1: R$ 4,00. Bandeira vermelha 2: R$ 6,00 ,na bandeira amarela geraríamos em torno de R$ 150,00 mês , R$ 400,00 na bandeira vermelha e R$ 600,00 na bandeira vermelha 2 , efetuando uma média R$ 383,00 reais ao mês de geração levaríamos em torno de 10 anos para ter o retorno do investimento.
Já no sistema off grid o retorno seria bem mais rápido tendo em conta que não dependeríamos do fornecimento de energia e com isso não sofreríamos com a variação tarifaria .
5.Conclusão 
Neste trabalho começamos por analisar os dois tipos de sistema ongrid e off grid , suas vantagens e desvantagens , modo de instalação , preços , espaço físico para instalação e seu retorno financeiro , oque nos levou a optar para uso de nosso cliente o sistema Off grid , por ter um retorno imediato do investimento , ser auto suficiente e por este fato não depender das variações tarifarias das concessionárias de energia .
Com isto espero ter esclarecido as principais diferenças entre os sistema pois em questão de preços os dois são similares se optarmos por materiais de primeira linha e homologados .
Tendo que o Brasil é um excelente mercado para os painéis fotovoltaicos, possui uma radiação solar média de até 2300kWh por metro quadrado, conforme  Atlas Solarimétrico da Cepel. O incentivo à energia solar diminuirá as preocupações em relação aos reservatórios das usinas hidrelétricas, que nos últimos anos têm sofrido com a falta de chuva e com o excesso de sol.O incentivo a esta forma de energia assim como todas as outras renováveis é uma excelente idéia e opção .
Fontes: 
http://blog.minhacasasolar.com.br/qual-diferenca-sistemas-on-grid-off-grid/?gclid=Cj0KCQjwiYL3BRDVARIsAF9E4GdrmSmDonOuvk7aXRJvqO0xksTlJ7dZdhL1Gpyc-tQ0M92zs5_LKM8aAr1uEALw_wcB
https://solar.ourolux.com.br/gerador-solar-10-56kw-1x220v-ourolux.html?gclid=Cj0KCQjwz4z3BRCgARIsAES_OVfqCpYS1WV8gt4e8j7YrPNLD7j0xmlsKsH7TYkNN1DvEE2rL0jwxG4aAtbNEALw_wcB
http://www.strombrasil.com.br/sistemas-on-grid-e-off-grid/#:~:text=A%20energia%20solar%20fotovoltaica%20%C3%A9,Sistemas%20Isolados%20(Off%20Grid).
https://www.ecycle.com.br/component/content/article/69-energia/3483-sistema-fotovoltaico-painel-solar-estrutura-suporte-inversor-controlador-carga-cabos-baterias-captacao-armazenamento-kit-geracao-energia-eletrica-eletricidade-vantagens-desvantagens-fontes-renovavel-meio-ambiente-sustentavel-onde-comprar.html
https://g1.globo.com/economia/noticia/2019/05/21/aneel-reajuste-valor-das-bandeiras-tarifarias-maior-alta-foi-de-50percent-na-bandeira-amarela.ghtml