TCC de dimensionamento de sistema fotovoltaico

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ESTUDO DE INSTALAÇÃO DE SISTEMA 
FOTOVOLTAICO EM EDIFICAÇÕES DE PEQUENO 
PORTE 
 
Guilherme Wiering de Resende Sousa 
 
Projeto de Graduação apresentado ao 
Curso de Engenharia Civil da Escola 
Politécnica, Universidade Federal do Rio 
de Janeiro, como parte dos requisitos 
necessários à obtenção do título de 
Engenheiro. 
 
 
Orientador: Profº. Eduardo Linhares Qualharini 
 
 
 
 
RIO DE JANEIRO 
Março de 2018
 
 
ii 
 
UM ESTUDO DE INSTALAÇÃO DE SISTEMA FOTOVOLTAICO EM 
EDIFICAÇÕES DE PEQUENO PORTE 
 
Guilherme Wiering de Resende Sousa 
 
PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO CURSO 
DE ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE 
FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS 
NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL. 
 
Examinada por: 
 
 
 
______________________________________________ 
Prof. Eduardo Linhares Qualharini (orientador). 
 
 
______________________________________________ 
Prof. Elaine Garrido Vazquez 
 
______________________________________________ 
Prof. Osvaldo Ribeiro da Cruz Filho 
 
 
 
 
RIO DE JANEIRO 
Março de 2018 
 
 
 
 
iii 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Wiering de Resende Sousa, Guilherme 
 
 
 Estudo de instalação de sistema fotovoltaico em edificação 
de pequeno porte. / Guilherme Wiering de Resende Sousa. – 
Rio de Janeiro: UFRJ/Escola Politécnica, 2018. 
 
 XIII, 74 p, : il. ; 29,7 cm. 
 
 Orientador: Jorge dos Santos 
 
 Projeto de Graduação – UFRJ / Escola Politécnica / 
Curso de Engenharia Civil, 2018 
 
 Referências Bibliográficas: p. 70 - 74 
 
 1. Introdução 2. Células e módulos fotovoltaicos 3. 
Componentes do sistema fotovoltaico 4. Etapas 
preliminares de projeto de um sistema fotovoltaico 5. 
Instalação de sistemas fotovoltaicos e recomendações 
de segurança 6. Exemplo prático de viabilidade técnica 
e econômica 7. Considerações finais 
 
 I. Linhares Qualharini; Eduardo; II. Universidade 
Federal do Rio de Janeiro, Escola Politécnica, Curso 
de Engenharia Civil. III. Estudo de instalação de 
sistema fotovoltaico em edificação de pequeno porte. 
 
 
 
iv 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Agradeço a minha família, que sempre foi a fundação e o alicerce onde minha 
vida pode se erguer e ser construída, sem ela nunca teria chegado a lugar nenhum e não 
seria a pessoa que sou hoje. A minha mãe Mônica, que apesar das dificuldades de ser 
uma mãe solteira conseguiu sempre me prover de tudo que necessitava e da melhor 
educação possível. Aos meus avós Lucia e Guido, que me amam mais do que tudo e 
sempre estiveram muito perto para ajudar na minha criação e me amar. A minha tia 
Adriane, que me trata e me ama como seu próprio filho, e é sempre um ombro amigo 
nas horas de dificuldade. 
Aos de infância cuja amizade eterna me proporciona momentos de alegria e 
companheirismo mesmo que as distâncias sejam cada dias maiores, e que sempre 
aguardo ansioso para nossos encontros. 
A minha namorada Nacha, que durante minha graduação sempre esteve comigo 
com apoio e carinho. 
Aos meus colegas, que caminharam comigo durante essa longa jornada, 
passando pelos mesmos percalços e superando-os ao meu lado, tornando-nos amigos 
que levarei para a vida toda. 
Ao NPPG, onde pude crescer profissionalmente e aprender muito, junto com a 
ajuda de novos amigos. 
Ao Rio de Janeiro, a cidade mais bonita do mundo, que mesmo com seus 
problemas é impossível não ama-la ou não chama-la de lar. 
 
 
 
 
 
 
 
v 
 
Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte 
dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil. 
 
UM ESTUDO DE INSTALAÇÃO DE SISTEMA FOTOVOLTAICO EM 
EDIFICAÇÃO DE PEQUENO PORTE 
 
Guilherme Wiering de Resende Sousa 
Março/2018 
 
Orientador: Eduardo Linhares Qualharini 
Curso: Engenharia Civil 
 
A visibilidade e a aplicação das fontes alternativas e renováveis de energia cresceram 
demasiadamente nas últimas duas décadas, e o Brasil começa a caminhar na 
implementação de fontes alternativas de energia na sua matriz energética, especialmente 
a solar fotovoltaica. A implantação de sistemas fotovoltaicos residenciais proporciona 
geração e consumo local, ajuda a diminuir o carregamento da rede, aumenta a 
confiabilidade do sistema, reduz as perdas com transmissão e distribuição de energia, 
diminui o custo da energia e reduz o impacto ambiental. Este trabalho tem como 
objetivo apresentar elementos necessários para o dimensionamento e instalação de 
sistemas fotovoltaicos conectados à rede de baixa tensão, voltados para aplicação 
residencial, visando complementar a qualificação do pessoal técnico atuante na área de 
instalações de sistemas fotovoltaicos a partir da apresentação de bibliografia pertinente 
ao tema, principalmente a partir de publicações renomadas no assunto. O trabalho 
também apresenta um exemplo prático de viabilidade técnica e econômica de 
implementação de um sistema fotovoltaico conectado à rede em um edifício residencial 
que indica que mesmo sistemas de pequeno porte estão se tornando cada vez mais 
viáveis. 
 
Palavras-chave: Sistema fotovoltaico conectado à rede, instalação, implementação, 
viabilidade. 
 
 
vi 
 
Abstract of Monograph present to Poli/UFRJ as a partial fulfillment of the requirements 
for degree of Civil Engineer. 
 
A STUDY OF INSTALLATION OF PHOTOVOLTAIC SYSTEM IN SMALL 
BUILDING 
 
Guilherme Wiering de Resende Sousa 
March/2018 
 
 
Advisor: Eduardo Linhares Qualharini 
Course: Civil Engineering 
 
The visibility and application of alternative and renewable energy sources have 
increased way too much over the last two decades, and Brazil is starting to walk into the 
implementation of alternative sources of energy in its energy matrix, specially the solar 
photovoltaic. The implantation of photovoltaic systems for houses provides generation 
and local consumption, it helps soften the grid loading, increases the reliability on the 
system, reduces losses with transmission and distribution of energy, decreases energy 
cost, and reduces the environmental impact. This project aims to present technical 
concepts of sizing and installation of low voltage photovoltaic systems connected to 
grid, geared towards residential application, aiming to complement the qualification of 
technical staff working (acting) in the area of installations of photovoltaic systems, as 
from the presentation of bibliography that is relevant to the theme, mainly as from 
renowned publications regarding the subject. The project also presents a study on 
technical and economic feasibility on how to implement a photovoltaic system 
connected to a grid at a residential building, which indicates that even small size 
systems have become more and more feasible. 
 
Keywords: Photovoltaic systems connected to the grid, installation, implementation, 
feasibility. 
 
 
vii 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 1 
1.1 A IMPORTÂNCIA DO TEMA EM ESTUDO ........................................................................ 1 
1.2 OBJETIVOS ........................................................................................................................... 2 
1.3 JUSTIFICATIVA DA ESCOLHA .......................................................................................... 2 
1.4 METODOLOGIA ................................................................................................................... 3 
1.5 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA ........................................................................................ 3 
2. CÉLULAS E MÓDULOS FOTOVOLTAICOS ................................................................... 5 
2.1ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA ................................................................................... 5 
2.2 CÉLULAS E MÓDULOS FOTOVOLTAICOS DE SILÍCIO CRISTALINO ........................... 7 
2.3 FILMES FINOS ................................................................................................................... 10 
2.3.1 Amorfo (a-Si) ...................................................................................................................... 10 
2.3.2 Telureto de cádmio (CdTe)................................................................................................. 11 
2.3.3 Disseleneto de cobre,gálio e índio (CIS e CIGS) ................................................................ 11 
2.3.4 Orgânicas (OPV)................................................................................................................. 12 
2.4 PARA CONCENTRAÇÃO (CPV) ........................................................................................ 12 
2.5 NORMAS PARA MÓDULOS FOTOVOLTAICOS .............................................................. 13 
2.6 APLICAÇÃO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS .............................................................. 14 
2.6.1 Sistemas fotovoltaicos isolados (SFI) ................................................................................. 14 
2.6.2 Sistemas fotovoltaicos conectados à rede (SFCR).............................................................. 15 
2.6.3 Sistemas híbridos (SFH) ..................................................................................................... 15 
3. COMPONENTES DO SISTEMA FOTOVOLTÁICO ....................................................... 16 
3.1 MÓDULOS FOTOVOLTAICOS .......................................................................................... 16 
3.1.1 Associação série e paralelo de módulos fotovoltaicos ........................................................ 16 
3.1.2 Efeito da temperatura ........................................................................................................ 17 
3.1.3 Efeito da irradiância ........................................................................................................... 18 
3.1.4 Efeito sombreamento .......................................................................................................... 19 
3.2 FUSÍVEIS DE PROTEÇÃO DA SÉRIE FOTOVOLTAICA ................................................. 19 
3.3 DISJUNTORES .................................................................................................................... 19 
3.4 DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS (DPS) ................................................ 20 
3.5 INVERSOR .......................................................................................................................... 21 
 
 
viii 
 
3.6 SISTEMA DE ATERRAMENTO ......................................................................................... 21 
3.7 MEDIDOR BIDIRECIONAL ............................................................................................... 21 
4. ETAPAS PRELIMINARES DE PROJETO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO ....... 22 
4.1 AVALIAÇÃO DO RECURSO SOLAR ................................................................................ 22 
4.2 LOCALIZAÇÃO .................................................................................................................. 23 
4.2.1 Orientação e inclinação do gerador fotovoltaico ............................................................... 24 
4.3 ESCOLHA DA CONFIGURAÇÃO ...................................................................................... 26 
4.4 LEVANTAMENTO DA DEMANDA E DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA ........... 26 
4.5 DIMENSIONAMENTO DO GERADOR FOTOVOLTAICO ................................................ 27 
4.6 DIMENSIONAMENTO DO INVERSOR ............................................................................. 29 
4.7 FERRAMENTAS COMPUTACIONAIS PARA PROJETO DE SISTEMAS 
FOTOVOLTAICOS...................................................................................................................... 29 
4.7.1 HOMER .............................................................................................................................. 30 
4.7.2 HYBRID2 ............................................................................................................................ 31 
4.7.3 RETSCREEN ...................................................................................................................... 31 
4.7.4 PV- DESIGN PRO .............................................................................................................. 32 
4.7.5 PV-SOL ............................................................................................................................... 32 
4.7.6 PVSYST .............................................................................................................................. 32 
4.7.7 SOLEM ............................................................................................................................... 33 
4.7.8 PVSIZE ............................................................................................................................... 33 
5. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS E RECOMENDAÇÕES DE 
SEGURANÇA ............................................................................................................................. 35 
5.1 RECOMENDAÇÕES GERAIS SOBRE SEGURANÇA ........................................................ 37 
5.2 MÓDULOS FOTOVOLTAICOS .......................................................................................... 41 
5.2.1 Recomendações sobre segurança no manuseio e instalação de módulos fotovoltaicos ..... 41 
5.2.2 Montagem da estrutura de suporte dos módulos ............................................................... 42 
5.3 INSTALAÇÃO DOS COMPONENTES DE CONDICIONAMENTO DE POTÊNCIA .......... 48 
5.4 INSTALAÇÃO DOS COMPONENTES DE PROTEÇÃO..................................................... 50 
5.5 ATERRAMENTO ................................................................................................................ 52 
5.6 INSTALAÇÃO DOS COMPONENTES DE SUPERVISÃO E CONTROLE, E AQUISIÇÃO E 
ARMAZENAMENTO DE DADOS .............................................................................................. 53 
5.7 INSTALAÇÃO DE OUTROS COMPONENTES, CABOS, CONEXÕES E ACESSÓRIOS .. 53 
5.8 COMISSIONAMENTO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS ............................................... 54 
 
 
ix 
 
6. EXEMPLO PRÁTICO DE VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA ........................ 59 
6.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 59 
6.2 LOCALIZAÇÃO .................................................................................................................. 59 
6.3 CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA ............................................................................... 61 
6.4 EQUIPAMENTOS E ORÇAMENTO ................................................................................... 62 
6.5 ANÁLISE NO RETSCREEN ................................................................................................ 64 
6.6 COMPARAÇÃO COM RENDA FIXA ................................................................................. 67 
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................................................................................. 68 
7.1 CONCLUSÕES .................................................................................................................... 68 
7.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ................................................................... 69 
BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................ 70 
APÊNDICE I ...............................................................................................................................75 
APÊNDICE II ............................................................................................................................. 76 
APÊNDICE III ............................................................................................................................ 77 
APÊNDICE IV ............................................................................................................................ 78 
ANEXO 1 .................................................................................................................................... 79 
ANEXO 2 .................................................................................................................................... 80 
ANEXO 3 .................................................................................................................................... 81 
ANEXO 4 .................................................................................................................................... 82 
ANEXO 5 .................................................................................................................................... 83 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
x 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 1: Evolução da capacidade de potência instalada fotovoltaica no mundo. ........... 1 
Figura 2: Relação da produção, consumo e perdas (variação de estoque, perdas do 
sistema e ajustes) da energia elétrica no Brasil. ............................................................... 3 
Figura 3: Desenvolvimento das células fotovoltaicas. ..................................................... 6 
Figura 4: Eficiência das melhores células fotovoltaicas fabricadas em laboratório até 
2012. ................................................................................................................................. 6 
Figura 5: Célula fotovoltaica de silício cristalino. ............................................................ 7 
Figura 6: Célula policristalina. ......................................................................................... 8 
Figura 7: Células m-Si coloridas. ..................................................................................... 8 
Figura 8: Esquema dos componentes de um módulo fotovoltaico com células de silício 
cristalino. .......................................................................................................................... 9 
Figura 9: Degradação máxima de módulos, de acordo com 3 diferentes formas de 
garantia ........................................................................................................................... 10 
Figura 10: Célula Fotovoltaica Amorfo (a-Si). .............................................................. 11 
Figura 11: Célula Fotovoltaica de Telureto e Cádmio (CdTe). ...................................... 11 
Figura 12: Célula Fotovoltaica de Disseleneto de Cobre e Índio.. ................................. 12 
Figura 13: Célula fotovoltaica orgânica. ........................................................................ 12 
Figura 14: Células fotovoltaicas de concentração média e alta ...................................... 13 
Figura 15: Normas e regulamentos sobre módulos fotovoltaicos.. ................................ 13 
Figura 16: Configuração básica de um SFI.. .................................................................. 14 
Figura 17: Configuração de um Sistema Fotovoltaico conectado à rede. ...................... 15 
Figura 18: Representação elétrica de módulo fotovoltaico. ........................................... 16 
Figura 19: Curva I-V para associações de módulos fotovoltaicos em série. .................. 17 
Figura 20: Curva I-V para associações de módulos fotovoltaicos em paralelo. ............ 17 
Figura 21: Curva I-V de um módulo fotovoltaico sob efeito de temperatura. ............... 18 
Figura 22: Curva I-V um módulo fotovoltaico sob efeito de irradiância.. ..................... 19 
Figura 23: Disjuntor bipolar de 16ª da marca Steck. ...................................................... 20 
Figura 24: DPS da marca Steck. ..................................................................................... 21 
Figura 25: Exemplo de perfis de radiação solar diária com valores equivalentes de HSP
 ........................................................................................................................................ 23 
 
 
xi 
 
Figura 26: Orientação da face dos módulos fotovoltaicos para o norte verdadeiro em um 
dado local no hemisfério Sul .......................................................................................... 24 
Figura 27: Ângulo de inclinação dos módulos fotovoltaicos ......................................... 26 
Figura 28: Exemplos de cargas mecânicas impostas por três módulos FV distintos ..... 28 
Figura 29: Principais características dos programas pesquisados e suas respectivas 
páginas na internet .......................................................................................................... 34 
Figura 30: Níveis de tensão considerados para conexão de micro e minicentrais 
geradoras ......................................................................................................................... 36 
Figura 31: Requisitos mínimos em função da potência instalada. ................................. 36 
Figura 32: Normas nacionais recomendadas para consulta. ........................................... 39 
Figura 33: Normas internacionais recomendadas para consulta.. .................................. 39 
Figura 34: Exemplo de placa de advertência de risco de choque elétrico. ..................... 41 
Figura 35: Exemplo de placa de advertência de acesso restrito.. ................................... 41 
Figura 36: Exemplo de placa de advertência de risco de choque elétrico devido à 
geração própria de sistemas conectados à rede. ............................................................. 41 
Figura 37: Exemplo de uma estrutura de sustentação de módulos fotovoltaicos. .......... 43 
Figura 38: Formas usuais de instalação de módulos fotovoltaicos ................................ 43 
Figura 39: Vantagens e desvantagens das diferentes formas de instalação .................... 44 
Figura 40: Sistema fotovoltaico residencial instalado em localidade isolada do Rio 
Grande do Sul ................................................................................................................. 45 
Figura 41: Detalhe de sistema de fixação em parede de residência. .............................. 45 
Figura 42: Principais tipos de fundações utilizadas........................................................ 46 
Figura 43: Fixação da estrutura no solo com fundação tipo bloco de cimento .............. 47 
Figura 44: Fixação da estrutura diretamente no solo. ..................................................... 48 
Figura 45: Exemplos de controladores de carga e inversores instalados na parede da sala 
de controle. ..................................................................................................................... 48 
Figura 46: Exemplo de controladores de carga e inversor instalados dentro de uma caixa
 ........................................................................................................................................ 49 
Figura 47: Componentes de Proteção (chaves, disjuntores e DPS).. .............................. 50 
Figura 48: Fusíveis de proteção. ..................................................................................... 51 
Figura 49: Exemplo de uma chave fusível NH disponível comercialmente. ................. 51 
Figura 50: Localização do Edifício Lugano. .................................................................. 60 
 
 
xii 
 
Figura 51: Área útil para instalação, em vermelho. ........................................................ 60 
Figura 52: Foto do terraço. .............................................................................................61 
Figura 53: Foto do terraço. ............................................................................................. 61 
Figura 54: Preço de mercado do Canadian Solar CS6U-325P. ...................................... 62 
Figura 55: Inversor Fronius Primo 6.0-1. ....................................................................... 63 
Figura 56: String Box ecoPolys. ..................................................................................... 63 
Figura 57: Cabo Solar Nexans Energyflex. .................................................................... 63 
Figura 58: Estrutura Painel Solar Romagnole Centrium Energy. .................................. 64 
Figura 59: Entrada de parâmetros energéticos no software RETSCreen. ...................... 66 
Figura 60: Fluxo de caixa gerado pelo software RETScreen. ........................................ 67 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xiii 
 
GLOSSÁRIO 
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. 
ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica. 
AsBEA - Associação Brasileira de Escritório de Arquitetura. 
a-Si – Amorphous Silicon (Silício Amorfo) 
c.a. - Corrente Alternada 
c.c. - Corrente Contínua 
CdS - Sulfeto de Cádmio 
CdTe - Telureto de Cádmio 
CdTe - Telureto de Cádmio 
CPV - Concentrated Photovoltaics (Fotovoltaica com Concentração) 
CPV - Concentrated Photovoltaics (Fotovoltaica com Concentração) 
c-Si - Crystalline Silicon (Silício Cristalino) 
CSI - Current Source Inverter (Inversor de Fonte de Corrente) 
DPS - Dispositivo de Proteção Contra Surtos 
EPE - Empresa de Pesquisa Energética 
EVA - Acetato de Etil-Vinila 
FF - Fator de Forma 
FV - Fotovoltaico 
Homer - Hybrid Optimization Model for Electric Renewable 
HSP - Horas de Sol Pleno 
MPPT - Maximum Power Point Tracking (na terminologia brasileira: Seguidor do Ponto 
de Potência Máxima - SPPM) 
m-Si - Mono-crystalline Silicon (Silício Monocristalino) 
NBR - Norma Brasileira 
NOCT - Nominal Operating Cell Temperature (Temperatura Nominal de Operação da 
Célula) 
NR - Norma Regulamentadora 
O&M - Operação e Manutenção 
OPV - Organic Photovoltaics (Fotovoltaica Orgânica) 
PRODIST- Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica da Aneel 
p-Si - Poli-crystalline Silicon (Silício Policristalino, ou Multicristalino) 
PVC - Polyvinyl Chloride (Cloreto de Polivinila) 
RN - Resolução Normativa 
SFCR - Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede 
SFD - Sistema Fotovoltaico Domiciliar 
SFH - Sistema Fotovoltaico Híbrido 
SFI - Sistema Fotovoltaico Isolado 
SFIE - Sistema Fotovoltaico Integrado a Edificação 
SFV - Sistema Fotovoltaico 
SPDA - Sistema de Proteção Contra Descargas Atmosféricas 
SPPM - Seguidor do Ponto de Potência Máxima 
STC - Standard Test Conditions (Condições Padrão de Ensaio) 
SWERA - Solar and Wind Energy Resource Assessment (Levantamento de Recursos 
Energéticos Solar e Eólico) 
TD - Taxa de Desempenho (em inglês, Performance Ratio – PR) 
TF - Tarifa de Fornecimento 
TIR - Taxa Interna de Retorno 
UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul 
VSI - Voltage Source Inverter (Inversor de Fonte de Tensão) 
Wp - Watt-pico
 
1 
 
1. INTRODUÇÃO 
1.1 A IMPORTÂNCIA DO TEMA EM ESTUDO 
A visibilidade e a aplicação das fontes alternativas e renováveis de energia cresceram 
demasiadamente nas últimas duas décadas, no caso em particular da geração fotovoltaica, 
segundo o Solar Power Europe (2015) o mundo no ano 2000 apresentava somente 1,28 GW 
de capacidade de potência instalada, já em 2014 atingiu a marca de 178,391 GW e com 
perspectivas para evoluir entre 396 e 540 GW até 2019. A Europa domina a geração 
fotovoltaica com 49,8 % da capacidade mundial e destacamos o crescimento acentuado da 
China, que já possui 15,7% da geração fotovoltaica mundial. O crescimento da capacidade 
instalada é apresentado na Figura 1. (SOLAR POWER EUROPE, 2015) 
 
Figura 1: Evolução da capacidade de potência instalada fotovoltaica no mundo. Fonte: Solar Power 
Europe, 2015 
O Brasil começa a caminhar na implementação de fontes alternativas de energia na sua 
matriz energética. A geração é predominantemente composta por máquinas rotativas e a 
principal fonte é a geração hídrica, com 65,2% (EPE, 2015), que se depara com a 
sazonalidade das chuvas necessárias para manter os níveis dos reservatórios. As dificuldades 
ambientais, sociais e a saturação territorial para geração hídrica limitam seu crescimento, 
apesar de ser uma fonte geradora de energia renovável e confiável. 
O território de dimensões continentais apresenta alto potencial para geração Solar e 
Eólica, o cenário brasileiro está favorável para a aplicação de fontes renováveis, o governo 
 
2 
 
regularizou a microgeração (menor ou igual a 75 kW para cogeração qualificada) e 
minigeração (maior que 75 kW e menor ou igual 3 MW para fontes hídricas ou menor que 5 
MW para cogeração qualificada) através da Resolução Normativa nº 482/2012 aprovada pela 
Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), que disponibiliza o Procedimentos de 
Distribuição de Energia Elétrica (PRODIST), apresentando todos os requisitos necessários 
para ter acesso ao sistema de distribuição de energia elétrica e ao sistema de compensação de 
energia. 
A possibilidade de trocar energia com a rede e obter créditos de energia, que podem 
ser consumidos em até 60 meses, podendo reduzir consideravelmente a conta de energia, além 
da redução das dificuldades fiscais estimulam atualmente a implementação de fontes 
renováveis na matriz energética nacional, principalmente de geração fotovoltaica e eólica. 
1.2 OBJETIVOS 
Este trabalho tem como objetivo apresentar elementos necessários para o 
dimensionamento e instalação de sistemas fotovoltaicos conectados à rede (SFCRs) de baixa 
tensão, voltados para aplicação residencial. 
Visa, também, complementar a qualificação do pessoal técnico atuante na área de 
instalações de SFVs, além de outros interessados, no sentido de abranger seus conceitos 
básicos, conhecimentos das tecnologias e procedimentos de instalação e elaboração de 
projetos. 
1.3 JUSTIFICATIVA DA ESCOLHA 
Visando a manutenção da crescente demanda por energia elétrica, cujo consumo final em 
2014 foi de 531,08 TWh (EPE, 2015) e com previsão de consumo de 693,47 TWh em 2024 
(EPE, 2015), indicado na Figura 2, e a constante busca pela renovação da matriz energética, 
foram apresentados neste trabalho conceitos de dimensionamento e instalação de sistemas 
fotovoltaicos (SF) conectados à rede. O alto potencial solar em grande parte do Brasil, os 
incentivos governamentais, a diversificação e descentralização da matriz energética, o 
comprometimento com o desenvolvimento sustentável e a diminuição da emissão de gases 
poluentes para a atmosfera são as principais vertentes que motivam aplicar SFs como fonte 
alternativa de energia. Os SFs apresentam qualidades ímpares, são não poluentes, compactos, 
requerem baixa manutenção, são confiáveis e de alta durabilidade. A implementação de SFs 
 
3 
 
residenciais proporciona geração e consumo local, ajuda a suavizar o carregamento da rede, 
aumenta a confiabilidade do sistema, reduz as perdas com transmissão e distribuição de 
energia, diminui o custo da energia, reduz o impacto ambiental, etc. 
 
Figura 2: Relação da produção, consumo e perdas (variação de estoque, perdas do sistema e ajustes) da 
energia elétrica no Brasil. Fonte EPE, 2015. 
1.4 METODOLOGIA 
Para a consolidação de todo conteúdo, foi utilizada bibliografia pertinente ao tema, 
principalmente a partir de publicações renomadas no assunto, como o Manual de Engenharia 
para Sistemas Fotovoltáicos publicado pelo Cepel/Cresesb, tal como acesso às normas da 
ANEEL, consultas a reportagens, artigos e documentos de referência, tais como os atlas de 
potencial brasileiro de energia solar e eólica. 
1.5 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA 
No primeiro capítulo observa-se aintrodução da monografia, contendo o tema de 
estudo com sua devida importância descrita, os objetivos deste trabalho, a justificativa da 
escolha do tema, a metodologia utilizada para a confecção do trabalho e a estrutura da 
monografia. 
 
4 
 
No segundo capítulo apresentam-se de forma sucinta os conceitos básicos sobre 
células e módulos fotovoltaicos, como as principais tecnologias e configurações de sistemas 
(isolado, conectado à rede e híbrido). 
No terceiro capítulo é explicitado os componentes e equipamentos de sistemas 
fotovoltaicos conectados á rede, assim como suas características principais e funções. 
No quarto capítulo é descrito as etapas de projeto de sistemas fotovoltaicos conectados 
à rede de baixa tensão, como disponibilidade de área e recurso solar, demanda a ser atendida, 
dimensionamento, projeto elétrico, básico e executivo, assim como a indicação de algumas 
ferramentas computacionais que visam facilitar todo esse processo. 
No quinto capítulo são apresentados os principais processos de instalação dos 
componentes de um sistema fotovoltaico, módulos, suportes, inversores, componentes de 
controle e proteção e cabos, conjuntamente com o comissionamento e algumas indicações 
para sua manutenção. 
No sexto capítulo é apresentado um estudo de caso de um projeto preliminar para um 
sistema fotovoltaico conectado à rede na cobertura de um edifício no Leblon, auxiliado pelo 
programa de dimensionamento RETScreen, bem como sua viabilidade. 
No sétimo capítulo são apresentadas as considerações finais acerca das questões 
levantadas e discutidas nesta monografia. 
Por fim são indicadas as referências bibliográficas, os apêndices e os anexos. 
 
 
5 
 
2. CÉLULAS E MÓDULOS FOTOVOLTAICOS 
2.1 ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA 
A energia solar fotovoltaica é a energia obtida através da conversão direta da luz em 
eletricidade (Efeito Fotovoltaico), sendo a célula fotovoltaica, um dispositivo fabricado com 
material semicondutor, a unidade fundamental desse processo de conversão. 
Segundo Programa Altener (2004) as principais tecnologias aplicadas na produção de 
células e módulos fotovoltaicos são classificadas em três gerações. A primeira geração é 
dividida em duas cadeias produtivas: silício monocristalino (m-Si) e silício policristalino (p-
Si), que representam mais de 85% do mercado, por ser considerada uma tecnologia 
consolidada e confiável, e por possuir a melhor eficiência comercialmente disponível. 
A segunda geração, comercialmente denominada de filmes finos, é dividida em três 
cadeias produtivas: silício amorfo (a-Si), disseleneto de cobre e índio (CIS) ou disseleneto de 
cobre, índio e gálio (CIGS) e telureto de cádmio (CdTe). Esta geração apresenta menor 
eficiência do que a primeira e tem uma modesta participação do mercado, competindo com a 
tecnologia de silício cristalino (c-Si). Existem dificuldades associadas à disponibilidade dos 
materiais, vida útil, rendimento das células e, no caso do cádmio, sua toxicidade, que retardam 
a sua utilização em maior escala. 
A terceira geração, ainda em fase de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D), testes e 
produção em pequena escala, é dividida em três cadeias produtivas: célula fotovoltaica 
multijunção e célula fotovoltaica para concentração (CPV – Concentrated Photovoltaics), 
células sensibilizadas por corante (DSSC – Dye-Sensitized Solar Cell) e células orgânicas ou 
poliméricas (OPV – Organic Photovoltaics). A tecnologia CPV, por exemplo, demonstrou ter 
um potencial para produção de módulos com altas eficiências, embora o seu custo ainda não 
seja competitivo com as tecnologias que atualmente dominam o mercado. 
A Figura 3 apresenta a evolução da eficiência das células fotovoltaicas verificada no 
período de 1990 a 2010, mostrando a melhor eficiência obtida para células de pequena área 
(0,5 a 5,0 cm2) fabricadas em laboratório, usando diferentes tecnologias. Na Figura 3, a 
eficiência da célula a-Si MJ (multijunção com silício amorfo) refere-se ao valor já 
estabilizado após exposição prolongada à luz. 
 
6 
 
 
Figura 3: Desenvolvimento das células fotovoltaicas. Fonte: Adaptada de GREEN et al., 2011. 
A Figura 4 mostra, para diferentes tecnologias e materiais, a eficiência das melhores 
células fotovoltaicas. 
 
Figura 4: Eficiência das melhores células fotovoltaicas fabricadas em laboratório até 2012. Fonte: GREEN et al., 
2013. 
A maior eficiência, de 37,7%, foi alcançada com células multijunção, devido a maior 
combinação de materiais permite que esse tipo de célula consiga absorver um espectro maior 
 
7 
 
de luz solar. As células fotovoltaicas de Si obtiveram eficiência de 25%, sendo que o limite 
teórico para células de uma única junção é da ordem de 30% (GREEN et al., 2013). 
Um desafio paralelo para a indústria é o desenvolvimento de acessórios e 
equipamentos complementares para sistemas fotovoltaicos, com qualidade e vida útil 
comparáveis às dos módulos (fabricantes de módulos de silício cristalino garantem os seus 
produtos por 25 anos). Sistemas de armazenamento de energia e de condicionamento de 
potência têm sofrido grandes avanços no sentido de aperfeiçoamento e redução de custos, 
embora ainda não tenham atingido o grau de desenvolvimento desejado. 
2.2 CÉLULAS E MÓDULOS FOTOVOLTAICOS DE SILÍCIO CRISTALINO 
Em 2011 as células de c-Si correspondiam a 87,9% do mercado mundial. Para sua 
fabricação pode ser utilizada a mesma matéria prima da indústria eletrônica (chips) o 
chamado silício grau eletrônico (Si-gE), com uma pureza de 99,9999999%, também 
denominada 9N (nove noves), ou então o silício grau solar (Si-gS), com 99,9999% (6N), de 
menor custo. (EPE, 2012) 
Na Figura 5 é apresentada uma célula fotovoltaica típica 
 
Figura 5: Célula fotovoltaica de silício cristalino. Fonte: PROGRAMA ALTENER, 2004. 
O silício usado na fabricação das células fotovoltaicas pode ser monocristalino (m-Si) 
ou policristalino (p-Si). Diferentemente do silício monocristalino, o policristalino é composto 
de pequenos cristais, de dimensão na ordem de centímetros, formados devido ao diferente 
método de fabricação. A eficiência das células fotovoltaicas de p-Si é reduzida ligeiramente 
em relação as de m-Si, devido a presença de interfaces entre os seus vários cristais. (CEPEL, 
2014) 
 
8 
 
 
Figura 6: Célula policristalina. Fonte: PROGRAMA ALTENER, 2004. 
A espessura das células fotovoltaicas é um fator de otimização, células muito especas 
ou muito finas perdem eficiência. As lâminas de silício usadas atualmente têm espessura da 
ordem de 0,2 mm, mas o objetivo das pesquisas em andamento para 2020 é obter lâminas de 
até 0,12 mm de espessura, a fim de reduzir os custos de fabricação. (CEPEL, 2014) 
Alguns fabricantes vêm disponibilizando comercialmente células fotovoltaicas de c-Si 
coloridas para módulos destinados à integração arquitetônica (SFIE – Sistema Fotovoltaico 
Integrado à Edificação). As cores são obtidas por diferentes composições e/ou espessuras na 
camada antirreflexiva (AR) das células, o que altera sua eficiência. 
 
Figura 7: Células m-Si coloridas. Fonte: PROGRAMA ALTENER, 2004. 
As células fotovoltaicas são associadas eletricamente e encapsuladas para formar o 
módulo fotovoltaico, que pode ser constituído por um conjunto de 36 a 216 células 
fotovoltaicas, que dependendo dos parâmetros elétricos (tensão, corrente e potência) e da 
aplicação do módulo, são associadas em série e/ou paralelo. Depois de soldadas, as células 
são encapsuladas, a fim de protegê-las das intempéries e proporcionar resistência mecânica ao 
módulo fotovoltaico. 
O encapsulamento é organizado em camadas, respectivamente, de um filme isolante, 
acetato de etil vinila (EVA, do inglês Ethylene-vinyl acetate) estabilizado para a radiação 
ultravioleta, células fotovoltaicas, EVA estabilizado e vidro temperado de alta transparência. 
 
9 
 
Após este processo, coloca-se uma moldura de alumínioanodizado e a caixa de conexões 
elétricas e o módulo fotovoltaico está finalizado. A Figura 8 mostra um esquema dos 
componentes de um módulo fotovoltaico com células de c-Si. 
 
Figura 8: Esquema dos componentes de um módulo fotovoltaico com células de silício cristalino. Fonte: CEPEL, 
2014. 
2.2.1 Garantias de Módulos Fotovoltaicos de c-Si 
Geralmente os módulos Fotovoltaicos de Silício cristalino têm uma garantia contra 
defeitos de fabricação de 3 a 5 anos, e garantia de rendimento mínimo durante 25 anos. 
Assim, em caso de defeitos ou desempenho insuficiente, cobertos pelo termo de garantia, os 
módulos fotovoltaicos devem ser substituídos pelo fabricante. (CEPEL, 2014) 
 A diminuição da potência de módulos fotovoltaicos de c-Si é entre 0,5% e 1,0% por 
ano. Tipicamente é garantida uma potência de pico (Wp) mínima de 90 % da potência 
nominal para o período dos 10 a 12 primeiros anos de operação e de 80 % por um período de 
20 a 25 anos (G1 na Figura 9). Mas existem outras formas, como fabricantes que garantem 
por 5 anos pelo menos 95% da potência nominal, durante 12 anos pelo menos 90%, durante 
18 anos pelo menos 85% e durante 25 anos pelo menos 80% (G2 na Figura 9). 
Em mais outra forma de garantia, existem fabricantes que garantem uma degradação 
de rendimento anual linear de 0,7-0,8%/ano durante 25 anos (G3 na Figura 9). Estas 
diferentes formas de garantias são praticadas no exterior, não necessariamente no Brasil, e 
seus resultados, em termos de produção de energia, podem ser diferentes, conforme mostra a 
Figura . (CEPEL, 2014) 
 
10 
 
 
Figura 9: Degradação máxima de módulos, de acordo com 3 diferentes formas de garantia; G1: 90% 12 anos e 
80% 25 anos; G2: 95% - 5 anos, 90% - 12 anos, 85% - 18 anos e 80% 25 anos; G3: 3% no primeiro ano e0,7% 
por ano até 25 anos. Fonte: CEPEL, 2014. 
De qualquer forma, é importante saber que o mercado fotovoltaico é muito dinâmico e 
que há constante evolução técnica e muita renovação de fabricantes, de forma que tais 
garantias tornam-se bastante questionáveis. Na verdade, constata-se que atualmente existem 
muito poucos (se algum) fabricantes de módulos que estão há mais de 20 anos no mercado. 
2.3 FILMES FINOS 
O desenvolvimento da tecnologia de filmes finos na fabricação de células solares está 
cada vez mais em destaque. A possibilidade do material semicondutor ser aplicado em uma 
fina camada de substrato, sem restrição de forma, com a flexibilidade do substrato, e seu 
processo de fabricação requerer temperaturas mais baixas que o silício cristalino,aumenta o 
seu potencial considerando a redução do custo da produção, menor consumo de energia e 
material.(SWERA, 2006) 
2.3.1 AMORFO (A-SI) 
A célula de silício amorfo não apresenta uma estrutura cristalina e possui um alto grau 
de desordem dos cristais. Seu processo de fabricação requer menor quantidade de material e 
pode ser empregado em substratos rígidos ou flexíveis, ampliando sua forma de aplicação. O 
uso do silício amorfo apresenta algumas vantagens em relação às células cristalinas, podem 
ser flexíveis, leves e semitransparentes, tem baixo custo por metro quadrado, porém possui 
baixa eficiência, da ordem de 5% a 9%. A Figura 10 apresenta a célula amorfa (a-Si). 
 
11 
 
 
Figura 10: Célula Fotovoltaica Amorfo (a-Si). Fonte: RÜTHER, 2004. 
2.3.2 TELURETO DE CÁDMIO (CDTE) 
As células fotovoltaicos de CdTe são fabricadas normalmente em um substrato 
flexível, o contato frontal é revestido com uma finíssima camada de Sulfeto de Cádmio (CdS) 
que é um semicondutor do tipo-N, depois com uma camada de Telureto de Cádmio (CdTe), 
que é do tipo-P. Esse procedimento pode ser feito por uma espécie de impressão em tela em 
camadas finíssimas e seu rendimento é da ordem de 8% a 11%. Apesar do baixo custo, a 
principal barreira para a fabricação de módulos fotovoltaicos utilizando o CdTe é a alta 
toxicidade e baixa abundância do Cádmio (PROGRAMA ALTENER, 2004). A Figura 11 
apresenta uma célula filme fino de CdTe. 
 
 
Figura 11: Célula Fotovoltaica de Telureto e Cádmio (CdTe). Fonte: ASPE, 2013. 
2.3.3 DISSELENETO DE COBRE,GÁLIO E ÍNDIO (CIS E CIGS) 
Outra tecnologia de filmes finos são os compostos baseados no Disseleneto de Cobre e 
Índio e Disseleneto de Cobre, Gálio e Índio. É comumente utilizado o óxido de Zinco dopado 
com alumínio, que é do tipo-N. A camada do tipo-P de CIS ou CIGS pode ser fabricada pela 
vaporização simultânea dos elementos (cobre, índio, gálio e/ou selênio).Os módulos 
 
12 
 
fotovoltaicos de CIS/CIGS são os mais eficientes entre as tecnologias de película fina, 
variando entre 8% a12%, porém os elementos são tóxicos ou raros (RUTHER, 2004). A 
Figura12 apresenta a célula fotovoltaica CIGS. 
 
Figura 12: Célula Fotovoltaica de Disseleneto de Cobre e Índio. Fonte: RUTHER, 2004. 
2.3.4 ORGÂNICAS (OPV) 
Uma célula solar orgânica é um tipo de célula solar de polímero que utiliza a 
eletrônica orgânica que lida com polímeros orgânicos condutores. Utilizam processo 
industrial de impressão de células fotovoltaicas em substrato leve, flexível e transparente. A 
eficiência das células orgânicas variam. A Figura 13 apresenta a célula fotovoltaica orgânica. 
 
 
Figura 13: Célula fotovoltaica orgânica. Fonte: ASPE, 2013. 
2.4 PARA CONCENTRAÇÃO (CPV) 
Os sistemas fotovoltaicos de concentração (CPV) utilizam espelhos ou lentes para 
concentrar a radiação solar incidente nas células fotovoltaicas. As tecnologias podem ser de 
baixa ou alta concentração. O propósito das células de concentração é aumentar irradiância 
 
13 
 
solar na célula a fim de obter elevada eficiência dos sistemas e diminuição da área de células 
utilizadas. A Figura 14 apresenta módulos fotovoltaicos de média e alta concentração. 
 
Figura 14: Células fotovoltaicas de concentração média e alta. Fonte: WS Energia, 2017. 
2.5 NORMAS PARA MÓDULOS FOTOVOLTAICOS 
A Figura 15 lista as normas nacionais e internacionais sobre módulos fotovoltaicos 
que são recomendadas para consulta, bem como o regulamento do Inmetro. (CEPEL, 2014) 
 
Figura 15: Normas e regulamentos sobre módulos fotovoltaicos. Fonte: CEPEL, 2014. 
 
14 
 
2.6 APLICAÇÃO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS 
A Resolução Normativa nº 482 de 2012 (ANEEL, 212b) visa incentivar a 
implementação de fontes alternativas de energia na matriz energética nacional e estabelece as 
condições gerais para o acesso de microgeração distribuída (menor ou igual a 75 kW e que 
utilize cogeração qualificada ou fontes renováveis de energia) e minigeração distribuída 
(superior a 75 kW e menor ou igual a 3 MW para fontes hídricas ou menor ou igual a 5 MW 
para cogeração qualificada ou fontes renováveis de energia) aos sistemas de distribuição de 
energia elétrica assim como o sistema de compensação de energia, medida no qual a energia 
ativa injetada na rede pela unidade geradora é cedida gratuitamente à distribuidora local e 
posteriormente compensada com o consumo da mesma unidade consumidora ou outra 
unidade de mesma titularidade. 
De acordo com a ABNT NBR 11704:2008 os sistemas fotovoltaicos podem ser 
classificados quanto à interligação com o sistema público de fornecimento de energia, 
podendo este ser isolados ou conectados à rede, e quanto à configuração do sistema, podendo 
este ser puro ou híbrido. 
2.6.1 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS ISOLADOS (SFI) 
Os sistemas fotovoltaicos isolados são aqueles que não possuem conexão com a rede 
pública de fornecimento de energia e possuem sistema de armazenamento de energia. Este 
sistema pode suprir energia de forma individual ou em minirrede. A Figura 16 apresenta a 
configuração dos SFIs. 
 
Figura 16: Configuração básica de um SFI. Fonte: CEPEL, 2014. 
 
15 
 
2.6.2 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE (SFCR) 
Os sistemas fotovoltaicos conectados à rede são aqueles efetivamente conectados à 
rede pública de fornecimento de energia. A potência ativa gerada é injetada diretamentena 
rede pública e não necessita de armazenadores de energia. Utilizam-se inversores do tipo 
grid-tie de forma a obtermos os mesmos parâmetros de amplitude, frequência e fase 
sincronizados com a rede elétrica. Injeta-se a energia excedente produzida na rede de dia e 
consumimos a noite no período de não geração. A Figura 17 apresenta a configuração dos 
SFCRs. 
 
Figura 17: Configuração de um Sistema Fotovoltaico conectado à rede. Fonte: CEPEL, 2014. 
2.6.3 SISTEMAS HÍBRIDOS (SFH) 
O Sistema Fotovoltaico Híbrido (SFH) é conectado à rede elétrica e possui 
armazenamento de energia através da utilização de baterias. Logo este sistema possui também 
um controlador de carga, medidor bidirecional e um inversor híbrido. A principal vantagem 
do SFH é o fornecimento ininterrupto de energia. O sistema atua como um SFCR 
normalmente e quando há falha de energia elétrica e o gerador fotovoltaico fica inoperante, as 
baterias fornecem a energia necessária para o consumo. 
Pode ser chamado de sistema híbrido, também, àqueles em que existe mais de um tipo 
de geração de energia, como grupo gerador à diesel, aerogeradores e geradores fotovoltaicos. 
A complexidade operacional e de manutenção do sistema é uma questão desvantajosa 
economicamente para o usuário (CEPEL, 2014). 
 
 
16 
 
3. COMPONENTES DO SISTEMA FOTOVOLTÁICO 
3.1 MÓDULOS FOTOVOLTAICOS 
Os módulos fotovoltaicos são unidades formadas por um conjunto de células 
fotovoltaicas conectadas eletricamente e encapsuladas com finalidade de gerar energia 
elétrica, ao mesmo tempo em que promove a proteção das células. 
O número de células conectadas em um módulo e seu arranjo, que pode ser série e/ou 
paralelo, depende da tensão de utilização e da corrente elétrica desejada. Os módulos podem 
ter diferentes valores de tensão e corrente nominal, dependendo de sua aplicação. 
(PROGRAMA ALTENER, 2004) 
O símbolo utilizado para representar um módulo fotovoltaico em diagramas e layouts 
elétricos é mostrado na figura 18. 
 
Figura 18: Representação elétrica de módulo fotovoltaico. Fonte: SANTANA, 2014. 
 
3.1.1 ASSOCIAÇÃO SÉRIE E PARALELO DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS 
A conexão série é feita de maneira simples, ligando se o terminal positivo de um 
módulo com o terminal negativo do outro, e assim por diante. 
Nesta associação as tensões dos módulos se somam e a corrente não é afetada. Os 
módulos devem ser idênticos, pois se conectando um módulo diferente, com corrente menor, 
todo sistema será limitado pelo módulo de menor corrente, diminuindo a eficiência do arranjo 
fotovoltaico (PINHO e GALDINO, 2014). A figura 19 mostra o aumento da tensão de acordo 
com a associação série. 
 
17 
 
 
Figura 19: Curva I-V para associações de módulos fotovoltaicos em série. Fonte: CEPEL, 2014. 
A conexão em paralelo é feita ligando-se os terminais positivos dos módulos entre si, 
assim como os terminais negativos. Neste caso as correntes individuais dos módulos se 
somam e a tensão não se altera. A figura 20 mostra o aumento da corrente de acordo com a 
associação em paralelo. 
 
Figura 20: Curva I-V para associações de módulos fotovoltaicos em paralelo. Fonte: CEPEL, 2014. 
3.1.2 EFEITO DA TEMPERATURA 
O aumento da temperatura ambiente proporciona uma queda na tensão gerada pelos 
módulos fotovoltaicos enquanto que a corrente sofre um incremento muito pequeno que não 
 
18 
 
compensa a perda pela diminuição da tensão. A figura 21 ilustra o efeito da temperatura sobre 
a tensão de um módulo fotovoltaico. 
 
Figura 21: Curva I-V de um módulo fotovoltaico sob efeito de temperatura. Fonte: CEPEL, 2014. 
Coeficientes de variação dos parâmetros tensão, corrente e potência pela variação da 
temperatura são encontrados nas folhas de dados técnicos fornecidas pelos fabricantes dos 
módulos. Sabendo se a temperatura do módulo e o coeficiente, pode se calcular os valores dos 
parâmetros em determinada temperatura (CEPEL, 2014). 
3.1.3 EFEITO DA IRRADIÂNCIA 
A corrente elétrica do sistema fotovoltaico aumenta à medida que a irradiância solar 
aumenta. A tensão do módulo não se altera significativamente. A figura 21 mostra o efeito da 
irradiância na corrente gerada por um módulo fotovoltaico. 
 
19 
 
 
Figura 22: Curva I-V um módulo fotovoltaico sob efeito de irradiância. Fonte: CEPEL, 2014. 
3.1.4 EFEITO SOMBREAMENTO 
Segundo Pinho e Galdino (2014), o conceito de sombreamento traduz 
fundamentalmente que no caso da diminuição de radiação em um conjunto de células 
fotovoltaicas ligadas em série, acarretará em uma redução na corrente, essa redução será 
propagada para as demais células mesmo que nelas tenha sido mantida a radiação. Contudo 
este efeito, além da diminuição de potência no gerador, provoca o risco de danos ao material 
da célula, com uma intensa produção de calor no local da placa com sombreamento, podendo 
inclusive quebrar o vidro ou algum outro dano. Este fenômeno é conhecido como “Ponto 
quente” ou “Hotspot”. 
3.2 FUSÍVEIS DE PROTEÇÃO DA SÉRIE FOTOVOLTAICA 
Têm como função a proteção do fluxo de corrente de um conjunto série com tensão 
maior para um com tensão menor. (PROGRAMA ALTENER, 2004). 
Os fusíveis devem ser para corrente contínua e apresentar alta durabilidade, apropriado 
para operações em sistemas fotovoltaicos. Eles são instalados nas saídas de cada série tanto no 
polo positivo quando no polo negativo. 
3.3 DISJUNTORES 
Os disjuntores são dispositivos utilizados para proteção contra curto circuito ou 
sobrecarga. Eles são projetados para suportar uma determinada corrente elétrica, de modo que 
caso ocorra um pico de corrente ou mesmo um curto circuito que eleve consideravelmente a 
 
20 
 
corrente acima do limite suportado por esse, o mesmo interrompe o circuito, protegendo todos 
os elementos que componham esse circuito. (DGS, 2008) 
Estes dispositivos atuam como chaves e podem ser usados manualmente como 
seccionadores para eventuais manutenções. A figura 23 mostra um disjuntor bipolar de 16 A, 
comum no mercado. 
 
Figura 23: Disjuntor bipolar de 16ª da marca Steck. Fonte: Leroy Merlin, 2018. 
3.4 DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS (DPS) 
Dispositivos de proteção contra surtos (DPS) são equipamentos desenvolvidos com o 
objetivo de proteger o sistema de sobretensões transitórias causadas por surtos elétricos. Estes 
distúrbios são normalmente causados por descargas atmosféricas, manobras de rede e 
liga/desliga de motores elétricos. 
Segundo ABNT (2012), os DPS devem ser instalados nos lados CC e CA do sistema 
fotovoltaico que por estarem geralmente em partes externas de edifícios, residências e 
construções estão sujeitos a descargas atmosféricas. A instalação elétrica do local deve se 
seguir as normas da NBR 5410, para perfeita proteção do sistema fotovoltaico e de toda 
instalação elétrica. A figura 24 mostra um DPS que pode ser encontrado no mercado. 
 
21 
 
 
Figura 24: DPS da marca Steck. Fonte: Steck, 2018. 
3.5 INVERSOR 
O inversor é o equipamento que realiza a transformação de corrente contínua gerada 
pelo arranjo fotovoltaico para corrente alternada. Os inversores conhecidos como Grid-Tie ou 
Grid-Conected são para SFCR, já os inversores autônomos ou Stand-alone são feitos para SFI 
e existem também os inversores híbridos, para sistemas fotovoltaicos com armazenamento de 
energia e conectados à rede. (CEPEL, 2014) 
Os inversores para SFCRs, por serem sincronizados com a rede elétrica, possuem uma 
exigência maior em relação à qualidade de seus parâmetros do que os inversores autônomos. 
3.6 SISTEMA DE ATERRAMENTO 
O aterramento do SF é utilizado para a proteção contra surtos e correntes de curto 
circuito, que percorrem o caminho de menor impedância para terra a fim de que a energia seja 
dissipada. O sistema pode utilizar o mesmo sistema de aterramento das cargas para o 
aterramento do lado CC. Recomenda se, também o aterramento das estruturas metálicas dos 
módulosfotovoltaicos (ABNT, 2012). 
3.7 MEDIDOR BIDIRECIONAL 
Em um SFCR, que é a base deste projeto, deve existir um medidor bidirecional que 
deve diferenciar a energia elétrica ativa consumida da rede e a energia elétrica ativa injetada 
na rede. Segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL, 2016), a distribuidora é 
responsável por adquirir e instalar o sistema de medição, sem custos para o acessante no caso 
de microgeração distribuída, assim como pela sua operação e manutenção, incluindo os custos 
de eventual substituição. 
 
22 
 
4. ETAPAS PRELIMINARES DE PROJETO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO 
O projeto de um sistema fotovoltaico, como definido pelo Programa Altener (2004), 
envolve orientação dos módulos, disponibilidade de área, estética, disponibilidade do recurso 
solar, demanda a ser atendida e diversos outros fatores. Através do projeto pretende-se 
adequar o gerador fotovoltaico às necessidades definidas pela demanda. 
É necessário fazer uma separação entre sistemas fotovoltaicos isolados da rede (SFI) e 
sistemas fotovoltaicos conectados à rede (SFCR). No primeiro é fundamental estimar esta 
demanda energética com precisão já que o sistema gerador visa atender a um determinado 
consumo de energia elétrica. Já no segundo caso, o consumo de energia elétrica da instalação 
é menos importante, pois pode ser complementado com energia da rede de distribuição. 
Como o foco deste trabalho são sistemas conectados as rede (SFCR) de pequeno porte 
em baixa tensão (dotados de painel fotovoltaico de algumas centenas de Wp a algumas 
dezenas de kWp) para residências, não entrará nos detalhes específicos de projetos de outras 
configurações de sistemas, como para sistemas isolados da rede (SFI). 
Segundo CEPEL (2014) as principais etapas do projeto de um SFV são as seguintes: 
1 - Levantamento adequado do recurso solar disponível no local da aplicação; 
2 - Definição da localização e configuração do sistema; 
3 - Levantamento adequado de demanda e consumo de energia elétrica; 
4 - Dimensionamento do gerador fotovoltaico; 
5 - Dimensionamento dos equipamentos de condicionamento de potência que, no caso dos 
SFCRs, se restringe ao inversor para interligação com a rede; 
6 - Dimensionamento do sistema de armazenamento, usualmente associado aos sistemas 
isolados. 
4.1 AVALIAÇÃO DO RECURSO SOLAR 
Nesta fase do projeto busca-se quantificar a radiação solar global incidente sobre o 
painel fotovoltaico. A forma mais comum de apresentação dos dados de radiação é através de 
valores médios mensais para a energia acumulada ao longo de um dia. 
 
23 
 
“Como há uma forte linearidade entre a produção de energia e a irradiação solar 
horária, este conceito pode ser estendido, gerando uma forma bastante conveniente de se 
expressar o valor acumulado de energia solar ao longo de um dia: o número de Horas de Sol 
Pleno (HSP). Esta grandeza reflete o número de horas em que a irradiância solar deve 
permanecer constante e igual a 1 kW/m²(1.000 W/m²), de forma que a energia resultante seja 
equivalente à energia disponibilizada pelo Sol no local em questão, acumulada ao longo de 
um dado dia. 
A Figura 25 ajuda na compreensão da grandeza Horas de Sol Pleno. 
 
Figura 25: Exemplo de perfis de radiação solar diária com valores equivalentes de HSP. Fonte: PINHO et al, 
2008. 
4.2 LOCALIZAÇÃO 
Um aspecto importante a examinar durante o processo de pré-instalação é a melhor 
localização do gerador fotovoltaico. Em geral, não existem restrições quanto ao local de 
instalação, pois os módulos são equipamentos desenvolvidos para resistir ao tempo (sol, 
chuva, geadas etc.) durante vários anos. A integração com elementos arquitetônicos e a 
presença de elementos de sombreamento ou superfícies reflexivas próximas podem afetar a 
eficiência de um sistema fotovoltaico. 
É recomendado pelo CEPEL (2014) que o mesmo seja instalado apenas em local com 
boa incidência de radiação solar e o mais próximo possível das baterias e cargas 
 
24 
 
Para ter uma boa estimativa da radiação incidente no plano do painel, o projetista deve 
obter informações sobre os atuais e potenciais elementos de sombreamento e superfícies 
reflexivas próximas, inclusive o chão. A refletividade do chão ou outros elementos próximos 
também pode contribuir para a radiação global incidente sobre o painel. Por isso, alguns 
programas de dimensionamento permitem incorporar um modelamento 3D dos prédios e 
objetos vizinhos na simulação do desempenho do sistema, trazendo para o dimensionamento 
elementos da posição efetiva dos painéis. 
4.2.1 ORIENTAÇÃO E INCLINAÇÃO DO GERADOR FOTOVOLTAICO 
Aspectos como inclinação e orientação azimutal do painel passam a ser bastante 
relevantes em instalações urbanas, assim como aspectos estéticos, a resistência mecânica do 
telhado e do prédio e o efeito dos ventos também são elementos importantes na escolha do 
local de instalação do painel fotovoltaico. 
Para maximizar a captação de energia ao longo do ano, as duas condições descritas a 
seguir devem ser observadas. (CEPEL, 2014) 
Orientação 
Em geral, para uma operação adequada e eficiente, os módulos devem estar orientados 
em direção à linha do equador. Nas instalações localizadas no hemisfério Sul, a face dos 
módulos fotovoltaicos deve estar orientada em direção ao Norte Verdadeiro, como indicado 
na Figura 26. 
 
Figura 26: Orientação da face dos módulos fotovoltaicos para o norte verdadeiro em um dado local no 
hemisfério Sul (ângulo azimutal de superfície igual a 180º). Fonte: CEPEL, 2014. 
 
25 
 
Na maioria dos locais, a direção do Norte Verdadeiro não coincide com a do Norte 
Magnético indicado pela bússola, necessitando ser feita, então, a correção do referencial 
magnético. Para tal, usa-se a Declinação Magnética do local de instalação, a qual pode ser 
obtida facilmente através de mapas e programas computacionais disponibilizados por vários 
organismos. 
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. 
Inclinação 
Para geração máxima de energia ao longo do ano, o ângulo de inclinação do gerador 
fotovoltaico (Figura 27) deve ser igual à latitude do local onde o sistema será instalado. No 
entanto, pequenas variações na inclinação não resultam em grandes mudanças na energia 
gerada anualmente e a inclinação do gerador fotovoltaico pode estar dentro de 10º em torno 
da latitude do local (CEPEL, 2014). 
Para áreas muito próximas ao equador, com latitudes variando entre –10º e +10º, 
aconselha-se uma inclinação mínima de 10º (CEPEL, 2014), para favorecer a autolimpeza dos 
módulos pela ação da água da chuva. Em locais com muita poeira é necessário limpar 
regularmente a superfície dos módulos, uma vez que a sujeira reduz a captação de luz pelos 
módulos, consequentemente reduzindo o seu desempenho. Entretanto, deve-se utilizar apenas 
água e um pano de tecido macio para não danificar o vidro ou qualquer outro material de 
cobertura do módulo. 
 
26 
 
 
Figura 27: Ângulo de inclinação dos módulos fotovoltaicos. Fonte: CEPEL, 2014. 
4.3 ESCOLHA DA CONFIGURAÇÃO 
A escolha baseia-se nas características da carga e na disponibilidade de recursos 
energéticos, que levam a escolha da configuração para o sistema, sendo as mais comuns: 
sistemas isolados ou conectados à rede, c.a. ou c.c., com ou sem armazenamento etc. 
4.4 LEVANTAMENTO DA DEMANDA E DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA 
A maneira mais tradicional para determinar a demanda de uma unidade consumidora é 
somar as energias consumidas por cada equipamento. Isto é geralmente feito em uma planilha, 
onde estão listados os equipamentos, sua potência elétrica, o tempo diário de funcionamento e 
osdias de utilização por semana, para que se disponha de dados diários de energia consumida, 
em Wh/dia. Esta estimativa pode ser realizada em média semanal, obtendo-se um valor médio 
de energia elétrica consumida por dia. 
Para calcular o consumo médio de energia (kWh) de um equipamento de acordo com o 
seu hábito de uso, deve-se procurar a potência do aparelho no catálogo ou manual do 
fabricante e a multiplicar pela média de horas diárias de uso e pela média de dias de utilização 
desse aparelho. 
Outro método também muito utilizado consiste em levantar o consumo médio diário 
anual da edificação (Wh/dia) descontado o valor da disponibilidade mínima de energia. Este 
dado pode ser calculado pelo histórico de faturas mensais de consumo de energia elétrica. 
Esse método é o que foi implementado no exemplo prático deste trabalho. 
 
27 
 
4.5 DIMENSIONAMENTO DO GERADOR FOTOVOLTAICO 
No Sistema de Compensação de Energia adotado pelo Brasil (Resolução Normativa 
ANEEL 482/2012), quando o SFV gerar mais energia do que a demandada pela instalação 
consumidora, a energia excedente é entregue à rede elétrica e o medidor registra essa energia. 
O contrário ocorre quando a edificação consome mais energia do que a gerada pelo sistema 
FV, fazendo com que, neste caso, o medidor registre o fluxo em seu sentido convencional. No 
fim do mês se o consumidor gerou mais energia elétrica que a consumida, a distribuidora 
disponibilizará um crédito energético referente ao excedente, que será compensado nas faturas 
subsequentes, em um prazo de até 36 meses. Caso existam postos tarifários (bandeiras 
tarifárias), o crédito da energia ativa injetada levará em conta a tarifa de energia do horário de 
injeção. Em virtude deste sistema de compensação de energia, pode não ser interessante que o 
sistema FV gere, ao longo do ano, mais energia do que a consumida pela unidade 
consumidora-geradora. 
Ressalta-se que no caso em que a energia gerada é maior que a consumida, a 
distribuidora cobrará, no mínimo, o valor referente ao custo de disponibilidade para o 
consumidor do grupo B (baixa tensão). 
A potência de um microgerador que compõe um SFCR pode ser calculada pela 
Equação 4 (CEPEL, 2014), onde se pode escolher uma fração da demanda de energia elétrica 
consumida que se pretende suprir com o SFCR. 
 
 
 
 
 
 
 (1) 
Onde: 
PFV (Wp) - Potência de pico do painel FV; 
E (Wh/dia) - Consumo diário médio anual da edificação ou fração deste; 
HSPMA (h) - Média diária anual das HSP incidente no plano do painel FV; 
TD (adimensional) - Taxa de desempenho. 
O desempenho de um SFV é tipicamente medido pela Taxa de Desempenho (PR - 
Performance Ratio), que é definida como a relação entre o desempenho real do sistema sobre 
o desempenho máximo teórico possível. Sendo que o desempenho real do sistema pode ser 
 
28 
 
afetado por perdas de queda de tensão devido à resistência de conectores e cabeamento, 
sujeira na superfície do painel, sombreamento, eficiência do inversor, carregamento do 
inversor, descasamento (mismatch) entre módulos de mesmo modelo (diferenças entre as suas 
potências máximas), temperatura operacional, dentre outras. Para SFCRs residenciais, bem 
ventilados e não sombreados, uma TD entre 70 e 80 % pode ser obtida nas condições de 
radiação solar encontradas no Brasil. (PINHO et al. 2008) 
Após o dimensionamento do gerador FV, deve-se avaliar qual tecnologia melhor 
atende ao projeto, levando-se em conta o custo da energia gerada pelo sistema, as vantagens 
arquitetônicas e elétricas de cada tecnologia, a credibilidade da empresa, a garantia dos 
módulos (20 a 25 anos), parâmetros elétricos e eficiência. 
Como descrito por DGS (2008), o gerador FV impõe uma carga mecânica na cobertura 
à qual está fixado, sendo esta carga o somatório do peso de todos os componentes do gerador 
FV. A Figura 28 mostra a carga que três tipos distintos de módulos FV impõem a uma 
cobertura. Recomenda-se que a verificação de uma cobertura que irá receber um SFCR seja 
realizada por um engenheiro civil habilitado em análise estrutural. 
 
Figura 28: Exemplos de cargas mecânicas impostas por três módulos FV distintos Fonte: DGS, 2008. 
 
29 
 
4.6 DIMENSIONAMENTO DO INVERSOR 
O dimensionamento de um inversor depende da potência do gerador FV e tecnologia e 
características elétricas do módulo escolhido para compor o gerador. A seleção por um 
fabricante de inversores deve levar em consideração a credibilidade da empresa no que diz 
respeito à garantia do equipamento (tipicamente cinco a dez anos), assim como sua 
capacidade produzida acumulada e assistência técnica no território brasileiro. 
O Fator de Dimensionamento de Inversores (FDI) representa a relação entre a potência 
nominal c.a. do inversor e a potência de pico do gerador FV. A potência do gerador FV e do 
inversor devem ser ajustadas de modo que o FDI do inversor tenha a melhor relação 
custo/benefício. A 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 é 
de 1,05 (CEPEL, 2014). 
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. A máxima tensão de entrada 
nunca deve ser ultrapassada, sendo este um dos maiores riscos de se danificar o equipamento. 
(CEPEL, 2014). 
Observar ainda se o fabricante indica o número máximo de séries fotovoltaicas em 
paralelo que pode ser utilizada. 
4.7 FERRAMENTAS COMPUTACIONAIS PARA PROJETO DE SISTEMAS 
FOTOVOLTAICOS 
As ferramentas computacionais disponíveis podem ser divididas segundo Programa 
Altener (2004) em diversas classes, e para cada uma dessas classes existe uma ampla oferta de 
programas livres ou proprietários, que podem ser escolhidas em função das particularidades 
do projeto. Os softwares de projeto de sistemas fotovoltaicos podem ser aplicados para: 
a) Análise de viabilidade: Dão uma indicação da viabilidade técnica e econômica do 
projeto. 
b) Dimensionamento: Auxiliam na escolha dos componentes e configuração do sistema, 
indicam a melhor orientação dos painéis, dentre outras funções. 
 
30 
 
c) Simulação de operação: A partir da definição da configuração e equipamentos 
escolhidos, permite a simulação da operação do sistema, dando ideia de variações 
sazonais, por exemplo. 
d) Localização: Permitam a análise da incidência da radiação solar e sombreamento sobre o 
gerador fotovoltaico. 
e) Monitoramento e controle: Os programas de monitoramento e controle permitem a 
análise das informações provenientes da planta monitorada e a aplicação de eventuais 
ações preventivas, corretivas ou de otimização da operação. 
f) Curvas de Carga: Programas auxiliares podem ser utilizados para uma composição da 
curva de carga. 
g) Cabeamento: Em função das características das correntes, dos condutores, dos circuitos 
elétricos e do nível admissível de perdas, esses programas auxiliam na escolha da seção 
milimétrica dos condutores. 
h) Dados meteorológicos: Esses programas podem auxiliar na escolha da orientação do 
painel. 
Existem inúmeras ferramentas específicas para dimensionamento e/ou simulação de 
sistemas fotovoltaicos disponíveis no mercado e em instituições de ensino e pesquisa que 
ajudam a automatizar o processo de cálculo, tornando-os mais precisos e, dessa forma, 
auxiliar o projetista. 
A seguir são descritas sucintamente algumas ferramentas computacionais utilizadas 
para elaboração de projetos fotovoltaicos. 
4.7.1 HOMER 
Lilienthal et al (1995) caracteriza o programa Hybrid Optimization Model for Electric 
Renewable (Homer) desenvolvido nos EUA, no National Renewable Energy Laboratory 
(NREL), com a capacidade de simular sistemas conectados à rede, isolados ou híbridos,combinando diferentes tipos de geração: eólica, biogás, microturbinas, células a combustível, 
etc. O Homer é muito utilizado por projetistas no Brasil para simulações de sistemas isolados 
pois apresenta uma interface amigável com o usuário. 
O Homer possui descrições de modelos simplificados de sistemas, realiza cálculos em 
base de tempo horária para centenas de configurações, apresentando-os de acordo com o 
 
31 
 
custo. Permite a otimização de parâmetros técnicos específicos, assim como resultados 
detalhados de cada configuração. Entre os resultados, o Homer apresenta gráficos de estado 
de carga das baterias, tensão, energia produzida e consumida etc. ao longo do tempo de 
simulação. 
O programa inclui os dados climatológicos de 239 localidades nos EUA, podendo-se 
também inserir os valores médios mensais de irradiância obtidos de outras fontes. 
4.7.2 HYBRID2 
Manwell ei al (2006) cita como a função principal deste programa é a simulação 
detalhada de sistemas isolados híbridos, com um refinado sistema e diversas opções de 
propriedades. 
A simulação pode ser feita em base horária ou minuto a minuto. Possui uma base de 
dados que contém 150 tipos de geradores eólicos, módulos fotovoltaicos, baterias e geradores 
a diesel. 
Suas principais desvantagens são: interface pouco amigável, dificuldade na 
modelagem dos equipamentos, instabilidade do programa em função dos dados de entrada, e; 
não há equipe de suporte do programa. 
4.7.3 RETSCREEN 
O RetScreen é um programa de análise para projetos de energias renováveis 
desenvolvido como planilha de cálculo no programa Excel da Microsoft, pelo Minister of 
Natural Resources do Canadá. É um aplicativo de dimensionamento de sistemas. Este 
programa engloba as áreas: fotovoltaica, eólica, pequenas centrais hidrelétricas, aquecimento 
solar de ar e água, biomassa e bombas geotérmicas, como descrito por Thevenard (2000). 
O software RETScreen é utilizado para a realização de estudos preliminares. Na área 
fotovoltaica, pode determinar para os três tipos básicos de aplicações (sistemas conectados à 
rede, sistemas isolados e bombeamento de água) os custos de produção de energia e redução 
de gases emitidos. Configurações de sistemas híbridos simples também podem ser avaliadas. 
Possui base de dados de radiação para mais de 1.000 localidades no mundo, assim como 
dados de irradiância para localidades remotas, através de informação de satélites. , 
 
32 
 
Este será o programa utilizado posteriormente no estudo de caso. 
4.7.4 PV- DESIGN PRO 
O programa PV- Design Pro foi desenvolvido pela empresa Maui Solar Energy 
Software Corporation; permite a simulação de sistemas fotovoltaicos isolados, sistemas 
conectados à rede e sistemas para bombeamento. Contém uma base de dados de radiação solar 
abrangendo mais de 2.000 lugares no mundo inteiro. Apresenta base de dados com 
informação sobre inversores, baterias e módulos. (PVD PRO, 2000) 
4.7.5 PV-SOL 
O programa PV-Sol Pro, desenvolvido pela empresa Di Valentin Energy Software, é 
utilizado para a análise e simulação de sistemas isolados e conectados à rede. Permite estudar 
a configuração de vários geradores e possui uma ampla base de dados de módulos, baterias, 
inversores e grupos geradores. Permite também a criação de diferentes perfis de carga e 
possui um gerador de sombras. (VALENTIN, 2018) 
4.7.6 PVSYST 
O PVSyst foi desenvolvido inicialmente pela Universidade de Genebra (Suíça) e é 
comercializado atualmente pela companhia PVSyst SA. Permite ao usuário trabalhar em 
diferentes níveis de complexidade, desde um estágio inicial de representação até um detalhado 
sistema de simulação. Apresenta também uma ferramenta adicional, tridimensional, que leva 
em conta objetos que possam projetar sombras. (MERMOUD, 2012) 
O programa possui uma base de dados de irradiação de 22 localidades na Suíça e de 
200 localidades do resto do mundo. Possui uma ampla base de dados de módulos e inversores. 
O programa apresenta as perdas do sistema fotovoltaico e a sua taxa de desempenho. É 
especialmente utilizado para SFCRs. 
Se o usuário adicionar o custo de cada componente à base de dados existente, o 
programa pode projetar os custos de produção de energia em adição a uma série de 
parâmetros técnicos, fornecidos no fim da simulação. 
 
33 
 
4.7.7 SOLEM 
SolEm é um programa que permite simular sistemas fotovoltaicos com base de tempo 
horária, baseado numa planilha Excel, e permite uma análise detalhada de SFCRs. Como 
emprega um código aberto, o usuário pode adaptá-lo às suas necessidades. Possui um editor 
de sombras para diferentes porcentagens de sombreamento nos vários meses do ano e para 
distintos ângulos. Contém uma base de dados para localidades de países europeus e também 
inclui uma interface para importar dados de outros programas. (PROGRAMA ALTENER, 
2004) 
4.7.8 PVSIZE 
Desenvolvido na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, é um programa de 
simulação de SFIs, com base horária, cuja versão mais recente permite inserir envelhecimento 
das baterias ao longo dos anos, e apresenta gráficos de estado de carga das baterias e tensão 
ao longo do tempo, dentre outros resultados. (DIAS, 2006) 
A Figura 29 mostra o endereço eletrônico para a localização na internet dos programas 
citados. 
Legenda: 
S/I- Sem informação. 
Idioma: I: Inglês, A: Alemão, E: Espanhol, F: Francês, J: Japonês, P: Português. 
Intervalo de tempo: A: ano, M: mês, S: semana, D: dia, H: hora. 
Foco do programa: SFI: sistema fotovoltaico isolado, SFCR: sistema fotovoltaico conectado à rede, SFH: 
sistema híbrido, SBFV: sistemas de bombeamento fotovoltaico, ST: sistemas térmicos em geral, SFV: sistemas 
fotovoltaicos em geral. 
Base de dados de componentes: M: módulos fotovoltaicos, G: irradiância e temperatura, B: bateria, I: inversor 
FV,CC: controlador de carga, C: consumo, E: gerador eólico, D: gerador diesel, CS: coletores solares, BM: 
biomassa,A: gerador hidráulico, EA: energia auxiliar. 
 
34 
 
 
Figura 29: Principais características dos programas pesquisados e suas respectivas páginas na internet. Fonte: 
CEPEL, (2014). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
35 
 
5. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS E RECOMENDAÇÕES DE 
SEGURANÇA 
Segundo (CEPEL, 2014) as principais falhas em sistemas fotovoltaicos (SFCR) 
ocorrem por problemas na instalação e erros de projeto. Isso indica que para um bom 
resultado não são suficientes apenas um bom dimensionamento e a especificação de 
equipamentos de qualidade, mas sim, o bom gerenciamento da qualidade do projeto e da 
instalação como um todo; por isso é fundamental critérios e especificações bem definidos para 
todas as etapas do processo. 
A instalação de um SFV pode envolver a integração de vários profissionais como 
carpinteiro e pedreiro, para construção ou adaptação da fundação e estrutura de suporte para 
os equipamentos, e eletricista, para instalação dos vários componentes do sistema. Estes 
devem ser supervisionados por um profissional qualificado em Energia Solar Fotovoltaica, 
adequadamente treinado e com comprovada experiência, garantindo que a instalação ocorra 
de forma correta e sem riscos, com o devido cumprimento das normas técnicas aplicáveis. 
O processo de instalação pode ser dividido nas fases de pré-instalação e instalação. Na 
fase de pré-instalação faz-se o dimensionamento e seleção de acessórios (suportes, 
cabeamento, terminais etc.), configuração (layout) do local, pré-montagem e estimativas de 
tempo. A instalação propriamente dita envolve a montagem e o comissionamento (inspeções e 
testes) do SFV, que devem ser realizados no local definitivo, de forma rápida, eficiente e 
segura. (PROGRAMA ALTENER, 2004) 
A instalação de um sistema conectado à rede deve seguir a norma específica da 
concessionária local de distribuição de energia elétrica, que de acordo com o Procedimentos 
de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema