PROJETO INTEGRADOR-EDIFICIOS SUSTENTAVEL

Prévia do material em texto

1 
 
RESUMO 
 
Com intuito em adequar uma edificação de forma sustentável, fazendo uso de um 
sistema de energia fotovoltaica, em consonância com os incentivos e regulamentação 
deste setor, com os fundamentos e conceitos importantes deste tema bem como 
metodologia para dimensionamento de sistemas fotovoltaicos conectados à rede (on 
grid). As constantes secas, principalmente na região nordeste, vêm ocasionando o 
agravamento da crise energética no país, pois as fontes hidráulicas são responsáveis 
por cerca de 64,9% da produção de energia nacional. A crise nacional energética vem 
castigando pequenos e médios consumidores, cujos os custos de energia apresentam 
constantes aumentos significativos. Como solução, as energias renováveis vêm 
ganhando cada vez mais espaço nos cenários das regiões brasileiras. Prova disto, a 
energia fotovoltaica em 2019 a micro e mini geração distribuição atingiu 2.226 GWh. 
Com intuito de realizar um dimensionamento real, apresentando um Sistema 
Fotovoltaico Conectado na Rede, projetado para atender 100% do consumo do 
empreendimento de um Campo Society, com modalidade esportiva e lazer, localizado 
na cidade de Tauá, Ceará. 
Palavra Chave: Dimensionamento. Energia solar. Sistema fotovoltaico conectado à 
rede. 
2 
 
ABSTRACT 
 
In order to adapt a building in a sustainable way, making use of a photovoltaic energy 
system, in line with the incentives and regulations of this sector, with the fundamentals 
and important concepts of this theme as well as methodology for dimensioning 
photovoltaic systems connected to the grid (on grid). The constant droughts, mainly in 
the northeast region, have been causing the worsening of the energy crisis in the 
country, as hydraulic sources are responsible for about 64.9% of the national energy 
production. The national energy crisis has been punishing small and medium 
consumers, whose energy costs are constantly increasing significantly. As a solution, 
renewable energies are gaining more and more space in the scenarios of the Brazilian 
regions. Proof of this, in 2019, photovoltaic energy in micro and mini generation 
distribution reached 2,226 GWh. In order to perform a real dimensioning, presenting a 
Photovoltaic System Connected to the Network, designed to attend 100% of the 
consumption of the Campo Society enterprise, with sports and leisure modality, located 
in the city of Tauá, Ceará. 
 
Key word: Dimensioning. Solar energy. Photovoltaic system connected to 
network. 
 
3 
 
LISTA DE ABREVEATURAS E SIGLAS 
 
ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica 
BNDES Banco Nacional do Desenvolvimento 
AIE Agência Internacional de Energia 
CA Corrente alternada 
CC Corrente contínua 
COELCE Companhia Energética do Ceará 
CRESESB Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sergio Brito 
DPS Dispositivo de proteção contra surto 
MPPT Maximum power point tracking 
ISGPH Irradiação Solar Global no Plano Horizontal 
Imp Corrente de máxima potência 
INMET Instituto Nacional de Meteorologia 
HSP Horas de sol pico por dia 
LCC Life Cycle Cost 
MF Módulo Fotovoltaico 
STC Standard Test Conditions 
SF Sistema Fotovoltaico 
SFCR Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede 
TE Tarifa de Energia Elétrica 
MF Módulo Fotovoltaico 
UC Unidade Consumidora 
Pmax Potência no ponto máximo de potência 
MC Média de consumo 
4 
 
LISTA DE FIGURAS 
5 
 
LISTA DE GRÁFICOS 
6 
 
LISTA DE TABELAS 
7 
 
SUMÁRIO 
8 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
A tecnologia fotovoltaica é vista por muitos como um caminho ideal para a 
geração de energia através de uma fonte inesgotável e não poluente. Segundo a 
Agência Internacional de Energia (IEA), a energia solar poderá responder por cerca 
de 11% da oferta mundial de energia elétrica em 2050, atingindo uma área de 8 mil 
km² ocupada por painéis solares. A oferta de energia elétrica no Brasil é em sua 
maioria formada por usinas hidrelétricas e transportada por extensas redes de 
transmissão que chega em quase todo os municípios do país. Porém, esse tipo de 
geração fica dependente da afluência hídrica; que segue um padrão sazonal que varia 
durante o ano. Para isso, faz-se necessário cada vez mais com o aumento do 
consumo diário, a construção de reservatórios de grande capacidade, a fim de atender 
a demanda de consumo nacional. Tal dependência, torna esse sistema de geração 
elétrica vulnerável a situações de escassez de energia ou, em contrapartida, implica 
no desperdício de energia elétrica quando há um acumulo nos reservatórios, momento 
em que as comportas hidráulicas devem ser acionadas (GADELHA; CERQUEIRA, 
2014). 
Em análise da matriz energética nacional, segundo a publicação do balanço 
energético nacional ano base 2019, relatório publicado pela a empresa de pesquisa 
energética-EPE, é perceptível o avanço de energias renováveis. Destaque para a 
evolução da potência instalada de energia solar fotovoltaico que atingiu 2.473 MW em 
2019 contra 1.798 MW em 2018. A micro e mini geração distribuída atingiu 2.226 
GWh, com uma potência instalada de 2.162 MW, com destaque para a fonte solar 
fotovoltaica, com 1.659 GWh e 1.992 MW de geração e potência instalada 
respectivamente. 
Figura 1 - Oferta Interna de Energia Elétrica por Fonte 
 
9 
 
Fonte: EPE (2020) 
Notas / Notes: 
1. Inclui gás de coqueria / Includes coke oven gas 
2. Inclui importação de eletricidade / Includes electricity imports 
3. Inclui lenha, bagaço de cana, lixívia e outras recuperações / Includes firewood, sugarcane bagasse, black-liquor 
and other primary sources 
 
 
Continuando as informações dos dados extraído do relatório da Empresa de 
Pesquisa Energética-EPE, podemos destacar o crescente consumo, só que agora 
divido por setores, exposto na figura-2. 
 
Figura 2 – Participação setorial no consumo de eletricidade 
 
 
Fonte: EPE (2020) 
 
Com esses dados podemos analisar o crescimento do consumo de energia nos 
segmentos do mercado. Com um foco no setor comercial, percebemos um percentual 
17,4% do ano de 2019, ocupando assim a terceira posição de crescimento no 
comparativo com outros setores. Isso se deve ao fato da acessibilidade dessa 
tecnologia com o passar dos anos e da conscientização da população em relação a 
geração de energia renovável. 
 
10 
 
2 OBJETIVOS 
2.1 Objetivo geral 
Este estudo tem como objetivo o uso de tecnologia renovável afim de enquadrar o 
empreendimento como uma edificação sustentável, para isso avaliamos a viabilidade 
técnica para implantação de um sistema de energia elétrica fotovoltaico integrada ao 
conjunto de refletores de um campo Society, bem como suas áreas comuns. 
2.2 Objetivos específicos 
Dimensionar o sistema solar com os principais parâmetros técnicos com base em 
procedimentos propostos pela literatura e informações coletadas durante 
acompanhamento no campo, em horários de funcionamento, elaborando as seguintes 
atividades: 
➢ Avaliar o faturamento de energia elétrica (ENEL), da unidade consumidora, 
bem como a sua expansão; 
➢ Mensurar e dimensionar a área de telhado e disponibilidade solar do local de 
instalação do sistema fotovoltaico; 
➢ Calcular a potência do SFCR; 
➢ Dimensionar os componentes do SFCR, módulos, inversores e medidor 
bidirecional de acordo com as normas brasileiras; 
➢ Elaborar uma análise financeira simplificada do projeto e calcular seu tempo 
de payback. 
11 
 
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
O presente trabalho tem como objetivo dimensionar um sistema elétrico que 
utiliza o recurso solar como geração de energia, neste serão tratados assuntos que 
embasam as teorias que sustentam esta tecnologia, como recurso solar, 
características dos painéis, especificações dos componentes e outras informações 
inerente ao conceito de sistema elétrico fotovoltaico. 
 
3.1 Radiação 
O Sol é a estrela mais próxima da Terra, sendo a principal fonte de energia do 
planeta. A fonte de energia solar está relacionadaao processo de fusão que envolve 
quatro átomos de hidrogênio se “transformando” em átomos de hélio, sendo essa uma 
fusão termonuclear. A energia nesse processo advém da diferença de massa dos 
átomos, sendo a do hidrogênio maior que a do hélio, e nesse são emitidos fótons 
altamente energéticos de forma que a transferência de energia das 16 parte internas 
até a superfície é feita a partir de radiação eletromagnética (YAMASOE; CORRÊA, 
2016). A temperatura na superfície do Sol é na ordem de 5778 K (5505º C) e sua 
energia irradiada se estende por uma ampla faixa do espectro eletromagnético (figura 
3). Um total de 81% da energia que chega ao nosso planeta se encontra em uma faixa 
de comprimento de ondas que vai do visível ao infravermelho e essa energia serve de 
alimento a todos os processos térmicos, químicos e dinâmicos, naturais ou artificiais, 
utilizados em conhecimentos teóricos ou em tecnologias produzidas pela sociedade. 
Por exemplo, o ciclo hidrológico, a fotossíntese, aquecimento solar, geração de 
eletricidade e entre outros (PEREIRA et al., 2017). 
Figura 3 – Espectro da radiação solar incluindo um detalhamento da faixa visível ao ser humano. 
 
Fonte: Pereira 
12 
 
As quantidades e as intensidades de energia solar que irradia a superfície 
terrestre são diretamente relacionadas com a relação geométrica entre o Sol e a Terra, 
a qual varia em função de fatores como: data, estação do ano, latitude e longitude do 
local, posição do sol e hora do dia. Outros fatores muito importantes são os 
movimentos de rotação e translação da Terra, assim como a sua trajetória elíptica em 
torno do Sol e sua inclinação entre o eixo de rotação e o plano perpendicular ao plano 
elíptico. Essas condições são consequências diretas sobre os parâmetros aplicáveis 
a geração fotovoltaica, tais como a duração do dia e as estações do ano, como consta 
na figura abaixo. 
 
Figura 4 – Esquema do movimento da Terra ao longo de um ano. 
 
 
 
 
Fonte: colada web 
 
 
3.2 Ângulos geométricos solares 
 
A fim de que haja um melhor aproveitamento da energia proveniente do Sol, é 
necessário que se conheçam algumas relações geométricas descritas por alguns 
ângulos, na figura 5, que devem ser definidos, entre os raios solares e a superfície 
terrestre. 
 
Figura 5 - Ângulos geométricos para tecnologia solar. 
13 
 
 
Fonte: PINHO, T. JOÃO; Sistemas Híbridos, Soluções Energéticas para a Amazônia. 
 
Ainda sobre ângulos da geometria solar, Pinho e Galdino (2014) descrevem o 
ângulo zenital (𝜃𝑍) como o ângulo formado entre os raios solares e a vertical local, 
denominada Zênite. A inclinação da superfície de captação (β) pode ser compreendida 
como o ângulo entre o plano da superfície em questão e o plano horizontal. O ângulo 
azimutal da superfície (𝛾) é estimado a partir da projeção da normal à superfície no 
plano horizontal e a direção Norte-Sul. Por fim, o ângulo de incidência (θ) é o formado 
entre os raios solares e a normal à superfície de captação. Os ângulos citados podem 
ser observados na figura 6. 
Outro ângulo útil, apesar de redundante, é o horário do Sol ou hora angular (ω) 
que é a diferença entre o horário do meio-dia e a hora desejada em termos de rotação 
de 360° em 24 horas, calculado a partir da equação. T é a hora do dia expressa 
seguindo o meio-dia solar em relógio de 24 horas. Por exemplo, para T = 0 ou 24 
(meia-noite), ω = ±180° (MESSENGER; VENTRE, 2010). 
 
 𝜔 = 
12−𝑡
24
 .360=15(12−𝑇) [°] [1] 
 
 
Figura 6 – Ilustração da orientação de uma superfície inclinada em relação ao mesmo plano: ângulos 
14 
 
 
Fonte: Pinho; Galdino (2014) 
 
3.3 Efeito Fotovoltaico 
Foi descoberto pelo cientista francês Alexandre-Edmond Becquerel no ano de 
1830 quando iluminou uma solução ácida e observou que surgia uma diferença de 
potencial nos eletrodos imersos. Alguns anos posteriores, em 1876 W. G. Adams e R. 
E. Day também observaram um efeito similar ao de Becquerel em um dispositivo 
fabricado com selênio em estado sólido. No ano de 1883, os primeiros dispositivos 
que podem ser considerados células fotovoltaicas foram fabricadas em selênio e 
desenvolvidas por C. E. Frits e somente após mais de 110 anos da descoberta de 
Becquerel foram fabricadas, nos Estados Unidos, as primeiras células fotovoltaicas 
baseadas nos avanços tecnológicos de dispositivos semicondutores (PINHO; 
GALDINO, 2014). Existem na natureza materiais classificados como semicondutores 
que se caracterizam por terem uma banda de valência totalmente preenchida por 
elétrons e uma outra de condução “vazia”, em temperatura do zero absoluto (0 K) 
(figura 7). Em outras palavras, esse material semicondutor se comporta como um 
isolante a 0 K. Diferente desses materiais considerados isolantes, existem os 
semicondutores que possuem uma separação entre as duas bandas de energia, 
conhecida como banda proibida (Eg) e que pode atingir até 3 eV (elétron-volt) (PINHO; 
GALDINO, 2014). 
 
15 
 
Figura 7 – Ilustração do efeito fotovoltaico na junção P-N de uma célula ligada a um circuito elétrico 
 
 
3.4 Células Fotovoltaicas 
Essas células podem ser fabricadas em diferentes tipos de materiais e formas, 
independentemente de suas peculiaridades, todas possuem a mesma tarefa que é a 
de transformar energia solar em elétrica. O material de fabricação mais usual dessas 
células é o silício (Si), que possui propriedades semicondutoras. Atualmente existe 
três tipos de células fotovoltaicas dominantes no mercado mundial: silício 
monocristalino, silício policristalino e película fina (AFEWORK et al., 2018). 
 
3.5 Células Silício Monocristalino 
O silício monocristalino é um dos materiais semicondutores mais disponíveis 
para a fabricação de células fotovoltaicas (figura 9). Sua eficiência gira em torno de 
14 a 18% e o método mais comum de fabricação das células monocristalinas é, 
primeiramente, extraindo o cristal do dióxido de silício que depois é derretido em um 
caldeirão, onde também é purificado. 
 
3.6 Células Silício Policristalino 
O processo de fabricação das células de silício policristalinas é relativamente 
mais barato em comparação com o das monocristalinas. A eficiência dessas células 
16 
 
é menor, porém o baixo custo por watt de energia acaba compensando (PATEL, 
2006). Elas são feitas com pequenos grãos de cristais que são moldados em um 
formato cúbico de lingote de silício fundido. Sendo assim, são fatiadas e montadas 
com método similar ao das de silício monocristalino, porém com menos rigorosidade 
no processo (AFEWORK et al., 2018). A figura 8 mostra a comparação entre os dois 
Figura 8― Células de silício monocristalino e policristalino. 
 
3.7 Considerações importantes 
A pesar da disparidade dos preços entre as células policristalinas e 
monocristalinas, (figura 8), é de extrema importância verificar o fator do coeficiente 
térmico da célula. Essa propriedade mede a perda da capacidade de geração de 
energia elétrica para cada grau de temperatura acima do padrão de operação da 
célula. Ou seja, o desempenho da célula diminui à medida que a temperatura solar 
sobe. (ENERGY MARKET AUTHORITY,2009). 
 
3.8 Propriedades elétricas 
As características elétricas dos módulos fotovoltaicos compreendem as 
seguintes definições (SOUZA 2014). 
Corrente de máxima potência (IMP): É o valor da corrente, medido em ampères, 
quando o dispositivo apresenta a máxima transferência de potência. 
Tensão em máxima potência: (VMP): É o valor de tensão, medido em volts, quando o 
dispositivo apresenta máxima transferência de potência. 
Potência nominal (PN): É o valor da potência no ponto de máxima potência mostrado 
no Gráfico 1. O valor da máxima pode ser determinado pela equação: 
 
17 
 
 PN = Imp x Vpm [2] 
 
Tensão em circuito aberto (Voc): É o valor máximo de tensão, medido em volts, 
entre os terminais do dispositivo, sem a presença de carga. 
Corrente em curto circuito (Icc):É o valor máximo de corrente, medido em ampères, 
que um dispositivo pode fornecer quando um circuito externo sem resistência é 
conectado aos seus terminais (condição de curto circuito). Está localizada no ponto 
onde a curva I - V toca o eixo y, ou seja, onde a tensão é zero. 
Eficiência (ᶯm): É o quociente entre a potência gerada e a irradiância incidente sobre 
o módulo. 
 
3.9 Curva de corrente vc. Tensão (curva I - V) 
A representação mais utilizada para caracterizar a saída de um dispositivo fotovoltaico 
(célula, módulo, sistema) é a curva I - V. Nesta curva, estão presentes a maioria das 
propriedades elétricas descritas acima. O Gráfico 1, apresenta abaixo o tipo de curva, 
onde são detectados os pontos PMP, IMP, Vmp, Icc. 
Gráfico 1 - Curva Corrente - Tensão. 
 
Fonte: FOSTER, R; GHASSEMI, M; COSTA, (2009). 
 
Sabe-se que a geração de corrente elétrica por um dispositivo estar 
diretamente relacionada a dois fatores principais: a temperatura de operação e a 
intensidade luminosa que esta recebe. Os Gráficos 2 e 3 demostram as curvas de 
18 
 
variação de tensão e corrente em função da temperatura de operação de um 
dispositivo fotovoltaico e da irradiância. 
Gráfico 2 - Variação da corrente e tensão de um MF em função de sua temperatura de 
operação. 
 
Fonte: Honsberg e Bowden, 1999 
Percebe-se que a tensão entre os terminais diminui à medida que a 
temperatura de operação do dispositivo fotovoltaico aumenta, enquanto que a 
corrente permanece estável. Segundo FOSTER, R; GHASSEMI, M; COSTA, (2009), 
a tensão de operação de um módulo fotovoltaico é reduzida, em média, para 
dispositivos cristalizados, em torno de 0,5% para cada grau Célsius acima das 
condições de teste (STC). A temperatura das células fotovoltaicas não é a mesma do 
ambiente, pois as células sofrem um aumento de temperatura ao receber a radiação 
solar, por conta do efeito fotovoltaico. Essa diferença pode ser estimada através da 
equação: 
 
 ∆=0,034xg-4 [4] 
 
 
Gráfico 3 - Variação da corrente e tensão de um MF em função da irradiação solar. 
19 
 
 
Fonte: Honsberg e Bowden, 1999 
 
Tendo em vista o Gráfico 9, pode-se observar que a tensão permanece 
praticamente constante com o aumento da irradiação, enquanto que a corrente 
aumenta significativamente. Isto porque um fóton, com energia suficiente, energiza 
um elétron. Logo, quanto maior a irradiância, maior a quantidade de fótons, e maior a 
corrente elétrica gerada (SOUZA 2014). 
 
4 Associação das Células em módulos Fotovoltaicos. 
Os sistemas fotovoltaicos podem empregar muitos módulos que, quando 
articulados a outros componentes, torna-se um sistema fotovoltaico. Para 
garantir maiores níveis de potência, tensão ou corrente, os módulos podem ser 
associados em paralelo, em série ou mista, dependendo dos valores desejados. 
 
4.1.1 Associação em paralelo 
Quando módulos são conectados em paralelo, a tensão de saída do conjunto 
é a mesma tensão fornecida por um módulo individual, entretanto, a corrente fornecida 
pelo conjunto é a soma das correntes dos módulos do conjunto. 
 
Valor total de tensão no arranjo paralelo: 
 
 VT = V1 = V2 = V3 = ... = Vn. [5] 
 
20 
 
Valor total de corrente no arranjo paralelo: 
 
 ∆IT = I1 + I2 + I3 + ... + In. [6] 
 
4.1.2 Associação em série 
Quando os módulos fotovoltaicos são conectados em série, a tensão de saída 
do conjunto corresponde à soma de tensão fornecida por cada um dos Módulos e a 
corrente que circula pelo conjunto é a mesma em todos os módulos. 
 
Valor total de tensão no arranjo série: 
 
 VT = V1 + V2 + V3 + ... + Vn. [7] 
 
 
Valor total de corrente no arranjo série: 
 
 IT = I1 = I2 = I3 = ... = In [8] 
 
 
 
4.1.3 Associação mista 
Comumente, nos SFVs não são encontrados apenas uma forma de associação 
em série ou em paralelo dos módulos, mas sim, uma combinação das duas. Tal 
combinação é denominada combinação mista. 
 
4.2 Sistema fotovoltaico 
Um sistema fotovoltaico (SF) para geração de energia elétrica é um conjunto 
integrado de equipamentos, painéis fotovoltaicos e outros componentes, projetados 
para converter a energia solar em eletricidade. De acordo com sua aplicação final, os 
sistemas fotovoltaicos podem ser classificados de três maneiras: conectado à rede 
(on-grid), desligado à rede (off-grid) e híbrido, o qual apresenta mais de uma fonte de 
geração de energia. Como o objetivo deste trabalho é projetar um sistema fotovoltaico 
conectado à rede (SFCR), apenas esse processo será detalhado. 
 
21 
 
4.3 Sistema fotovoltaico conectado na rede elétrica 
 
O Sistema Fotovoltaico gera energia e injeta na rede elétrica à qual estão 
conectados e não são equipados com dispositivos de armazenamento (baterias). A 
ausência de acumuladores reduz a complexidade do dimensionamento do sistema, 
mas a ligação à rede traz complicações, pois deve ser feito um trabalho de ajuste de 
tensão, frequência e redução da distorção de harmônicos, para que a eletricidade 
injetada na rede seja compatível com a fornecida pela concessionária de energia. 
O intuito desse tipo de sistema é gerar eletricidade para o consumo local, 
atendendo sua demanda, podendo reduzir ou eliminar a necessidade de consumir da 
concessionária ou até mesmo gerar excedentes que podem ser aproveitados como 
créditos em meses em que a geração for mais baixa. 
Segundo as definições utilizadas pela Agência Nacional de Energia Elétrica 
(ANEEL), os Sistemas Fotovoltaicos podem ser classificados em três categorias, 
conforme seu porte. 
São elas: 
Microgeração: potência instalada até 100 KW; 
Minigeração: potência instalada entre 100 KW e 1 MW; 
Usinas de eletricidade: potência acima de 1 MW. 
 
4.4 Os Componentes de um Sistema Fotovoltaico Conectado na Rede 
 
Em geral, um SFCR possui os seguintes componentes: 
Módulos fotovoltaicos associados em série e/ou paralelo; 
Caixa de junção dos módulos fotovoltaicos; 
Caixa de interruptor principal; 
Caixa de isolamento CA e CC; 
Estruturas de suporte; 
Inversor interativo; 
Medidor bidirecional de energia; 
Sistema de proteção; 
Cabos CC e CA. 
 
4.5 Referências normativas 
22 
 
As normas aplicadas para esse tipo de geração distribuída abrangem a 
Resolução Normativa N⁰ 414/2010, a Resolução Normativa N⁰ 482 e Resolução 
Normativa N⁰ 687, que altera partes da Resolução Normativa N⁰ 482. Também foram 
observadas as normas da COELCE, presentes na Norma Técnica NT-Br 010/2015 e 
a Resolução nº 690, dispondo sobre o incentivo à geração própria de Unidades 
Consumidoras (UC). 
Entre outros parâmetros, essas normas estabelecem “as condições gerais para 
acesso de microgeração e minigeração distribuída aos sistemas de distribuição de 
energia elétrica”. 
 
5 CAMPO SOCIETY – EMPRESA PPROPRIETARIA - PREMIUM SOCIETY 
campo Society implantado em um terreno, com área de 1.678,98m², ainda em 
processo de conclusão em alguns ambientes, o campo de jogos de futebol possui uma 
área de 924,00m² construído com grama sintética, devido a nossa região (semiárido 
nordestino), não possui abundância em água. Para a iluminação do campo em horário 
de jogos a estrutura conta com 04 torres contendo 04 refletores de LED (foto-1 e 2) 
com potência de 250w cada, somando 1.000w cada torre. Sendo assim o total 
instalado é de 4.000walts de potência. 
Os horários de funcionamentos são de18:00 as 12:00, por se tratar de uma área 
de lazer funciona todos os dias do mês. O Society conta ainda com o restante, 
banheiros e áreas de circulação, todos esses ambientes requerem um consumo de 
energia elétrica para se manter propício aos consumidores em seu horário de 
funcionamento. 
Foto 1 – registro “in-loco” dos refletores do Campo do Society. 
 
23 
 
6 DIMENSIONAMETO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO 
No desenvolvimento de projetos de SFVs, a etapa mais importante, é o 
dimensionamento. O principal critério a ser considerado durante um dimensionamento 
é a quantidade deenergia que deverá ser gerada pelo sistema para suprir a 
necessidade de consumo solicitada pelo usuário. Porém, há, inicialmente, que se 
considerar os dados solarimétricos do local onde se deseja instalar o sistema. Dados 
estes obtidos por medições, tabelas existentes, programas computacionais ou mapas 
solarimétricos, tendo o cuidado de especificar o local corretamente, ou a área mais 
próxima do lugar onde o sistema será implantado. Possíveis erros na aquisição de 
dados podem resultar em prejuízos financeiros ou geração energética insuficiente. A 
metodologia aqui apresentada é baseada nos estudos de Foster; Ghassemi e Costa 
(2009), Souza (2014) e Green pro (2004), bem como nas normas mencionadas e 
outras pesquisas citadas subsequentemente. 
 
6.1 Visita e levantamento das características do local da instalação 
O planejamento de um sistema fotovoltaico, bem como dimensionamento e 
orçamento para apresentar ao cliente, é fundamental conhecer o local da instalação. 
A visita ao local da instalação permitirá efetuar uma avaliação prévia sobre as 
condições básicas existentes, que poderão levar uma indicação mais ou menos 
favorável sobre instalação de um sistema fotovoltaico. No período da visita técnica ao 
local, o técnico deve identificar uma série de informações que contribuem para uma 
boa avaliação do perfil do sistema fotovoltaico, como: 
 
➢ Disponibilidade da área do telhado, fachadas; 
➢ Orientação com relação ao norte e inclinação das estruturas disponíveis à 
colocação do sistema, formato do telhado, características da estrutura e tipo de 
cobertura; 
➢ Coleta informações sobre sombreamentos do ambiente a ser implantado o 
sistema; 
➢ Comprimento dos cabos e método de implantação da canalização elétrica; 
➢ Tipo de módulo, concepção do sistema, método de instalação; 
➢ Produção energética desejada versus potência fotovoltaica a instalar; 
 
24 
 
6.2 Definição do local e disponibilidade do recurso solar 
 
Na tabela abaixo constam os índices de radiação solar na cidade Tauá, na qual 
encontra-se o empreendimento. Analisando os dados, podemos identificar os meses 
com maior e menor índices de radiação no local. Logo é possível destacar que 
setembro a irradiação alcança os maiores picos, com valores de 6,63 KWh/m². dia, 
enquanto que em abril, período de chuvas na região, estes índices declinam 
consideravelmente para 5,18 KWh/m².dia. De acordo com a (tabela 1), determinou-se 
o valor médio de horas solares por dia (HSP), para a localidade que é 5,66 KWh/m².dia 
 
Tabela 1 – Produtividade Fotovoltaica (irradiação) em (kwh/m².dia) no plano Inclinado 12° Norte e 
40°Sul e de longitude na faixa de 30° Oeste e 80° Oeste. 
 
 
 
Fonte: CRECESB - Potencial Solar - SunData v 3.0 
 
6.3 Avaliando a área disponível para instalação dos módulos 
 
Fazendo dos projetos arquitetônicos do empreendimento. Identificando as 
áreas disponíveis da estrutura de cobertura (administração, bar e área de vendas do 
Campo Society). para instalação dos módulos fotovoltaicos totalizando uma área de 
87,41 m², com orientação para o norte e inclinação satisfatória. 
 
Figura 9 – prancha de situação do Society. 
Cálculo no Plano Inclinado 
Estação: Taua 
Município: Taua , CE - BRASIL 
Latitude: 6,001° S 
Longitude: 40,249° O 
Distância do ponto de ref.( 5,984441° S; 40,296351° O):5,6 km 
# Ângulo Inclinação 
Irradiação solar diária média mensal [kWh/m2.dia] 
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Média Delta 
 
Plano Horizontal 0° N 5,26 5,36 5,41 5,07 5,01 5,01 5,40 6,20 6,57 6,40 6,28 5,68 5,64 1,57 
 
Ângulo igual a latitude 6° N 5,08 5,25 5,40 5,18 5,22 5,28 5,68 6,41 6,63 6,30 6,06 5,45 5,66 1,55 
 
Maior média anual 6° N 5,08 5,25 5,40 5,18 5,22 5,28 5,68 6,41 6,63 6,30 6,06 5,45 5,66 1,55 
 
Maior mínimo mensal 4° N 5,14 5,29 5,41 5,15 5,16 5,19 5,59 6,35 6,62 6,34 6,14 5,53 5,66 1,47 
 
Irradiação (kWh/m2.dia)Irradiação Solar no Plano Inclinado -Taua-Taua, CE-BRASIL6,001° S; 40,249° OPlano Horizontal: 0° NÂngulo igual a latitude: 
6° NMaior média anual: 6° NMaior mínimo mensal: 4° NJanFevMarAbrMaiJunJulAgoSetOutNov4567Highcharts.com 
25 
 
 
Figura 10 – projeto arquitetônico do Society 
 
Figura 10 – planta de situação renderizada do Society 
 
26 
 
Figura 11 – planta de perspectiva renderizada do Society 
 
 
Conforme discutido anteriormente (figura 5), o ângulo azimutal do módulo 
fotovoltaico e o sombreamento incidente sobre eles são fatores determinantes para 
bom desempenho do sistema. O telhado do campo Society, norte-sul (azimute 
aproximadamente igual a 355,596°). Para aperfeiçoar o aproveitamento da irradiação, 
é dada preferência aos telhados voltados para o Norte. A fim de encontrar o melhor 
desempenho para o sistema, apenas os telhados voltados para o Norte serão 
considerados para o projeto, o que consiste em metade da área de 87,41 m². Em 
relação ao sombreamento, não há presença de árvores próximo do telhado que será 
realizado a instalação, não terá interferência na irradiação sobre o telhado. 
 
6.4 Análise do faturamento de energia do Campo Society 
 
A análise do faturamento (gasto) de energia da Premium Society, Figura 12, é 
uma das etapas iniciais, importantes do projeto de um SFCR. Diante da conta de luz 
gerada pela ENEL, podem ser extraídas várias informações importantes para 
dimensionamento do projeto, como: consumo da energia do cliente em KWh/m².dia, o 
histórico anual de consumo de energia e o montante cobrado pela empresa de acordo 
com suas tarifas. 
 
Figura 12 – Conta de energia elétrica do Campo Society 
 
27 
 
 
Fonte: ENEL 
 
Conforme o histórico de consumo dos últimos treze meses, informações 
disponibilizadas na conta de energia e no Portal da ENEL. Logo, tem-se que a média 
de consumo de energia no Society é 291,5 KWh/mês. Porém com o baixo consumo 
devido ao processo de execução da obra, o empreendimento, considera uma 
expansão de consumo de energia elétrica estimados pelos componentes elétricos a 
serem instalados. 
 
Tabela 2 – consumo mensal estimado em operação 
 
ESTIMATIVA DE CONSUMO MENSAL NO ANO DE 2021 
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 
894 489 453 527 482 512 474 486 617 733 709 667 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
7 CÁLCULO DE POTÊNCIA DO SFCR 
 
A potência do SFCR (POTSFCR) pode ser calculada pela Equação: 
 
 POT.SFCR = 
𝑀𝐶/30
𝐻𝑆𝑃
 [8] 
 
28 
 
Onde: 
MC é a média de consumo em (kwh/mês); 
HSP é o valor médio de horas solares por dia. 
Então, pode-se calcular a potência do SFCR 
 
 POT.SFCR = 
587/30 [𝐾𝑊ℎ/𝑑𝑖𝑎]
 5,66 [𝐾𝑊ℎ/𝑑𝑖𝑎]
=3,45 KW [9] 
 
8 DEFINIÇÃO DOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS 
 
Alimentado por 144 células solares, modulo solar fotovoltaico monocristalino 
q.antum, q.peak 365w, com tecnologia alemã Q CELLS e aldo solar apresentam o 
novo q.antum q.peak 365w monocristalino mono peak 1500v. Saída de com 
barramento com 6 vias (6 BUSBAR), classes de potência e taxa de eficiência de 18,8 
%. Estrutura de liga de alumínio para cargas de vento (2400 Pa). 
 
8.1 Dados elétricos 
Potência no ponto máximo de potência - 320W 
Corrente de Curto Circuito - 9,75A 
Tensão em Circuito Aberto - 48,16V 
Corrente no ponto máximo de potência - 9,27A 
Tensão no ponto máximo de potência - 39,38V 
Eficiência =18,8% 
Tolerância de potências +5W 
Desempenho mínimo sob condições de teste padrão STC (1000 W/m², 25 °C, 
espectro AM 1,5 G) 
 
8.2 Características de temperatura 
Coeficiente de temperatura (Pmax) -0.39% / °C 
Coeficiente de temperatura (Voc) -0.28 % / °C 
Coeficiente de temperatura (Isc) 0.04 % / °C 
Temperatura nominal da célula (NOCT) 45±3°C 
Temperatura Admissível para o Módulo em Operação Contínua -40 °C até +85 °C 
 
29 
 
8.3 Dados mecânicos 
Tensão Máxima do Sistema 1500V 
Corrente Inversa Máxima 20A 
Formato 1960 mm × 991 mm × 35 mm (estrutura incluída) 
Peso 22,5 kg ± 5 % 
Cobertura frontal Vidro temperado3,2 mm com tecnologia antirreflexo 
Cobertura traseira Chapa multicamada composta 
Estrutura Alumínio anodizado 
Célula 6 × 12 células fotovoltaicas policristalinas 
Caixa de junção Classe de proteção IP67, com diodos by-pass 
Cabo fotovoltaico 4 mm² (+) = 1200 mm, (-) = 1200 mm 
Conector acoplável com H4, MC4 
Equipamento aprovado pelo INMETRO e está em conformidade com o programa 
Brasileiro de etiquetagem n° Registro: 004708/2017. 
8.4 Desempenho do produto conforme fabricante 
Incluindo uma garantia de 12 anos sobre o produto e uma garantia de 
desempenho linear de 25 anos. pelo menos 97% da potência nominal durante o 
primeiro ano. Depois disso, max 0,6% de degradação por ano. Pelo menos 92% da 
potência nominal até 10 anos. pelo menos 83% da potência nominal até 25 anos. 
 
9 DIMENSIONAMENTO DA QUANTIDADE DE MÓDULO FOTOVOLTAICO 
Sabendo a potência do Sistema e as especificações dos módulos, foi possível 
dimensionar a quantidade de módulos fotovoltaicos, sua associação e os inversores 
a serem instalados. Fazendo uso da equação abaixo. 
 
 N°mod = 
𝑃𝑂𝑇.𝑆𝐹𝐶𝑅
𝑃𝑚𝑎𝑥.
=
3.457 [𝑊]
320 [𝑊]
=10,80 unid. [10] 
Onde: 
Pmax. É a potência no ponto máximo de potência do modulo fotovoltaico. 
Conforme especificado pelo fabricante (item 8.4), ao longo do tempo de uso os 
módulos têm uma diminuição em sua potência nominal, devido a perda será adotado 
um percentual de correção de 17%. 
Tabela 3 – cálculo da média de rendimento dos MF. 
30 
 
 
Fonte: Elaborado pelo autor 
Aplicando a correção no MF: 10,80 (unid.) x 1,17 (correção) = 12,63 unid. iremos 
arredondar para13 unidades de módulos fotovoltaicos. 
9.1 Dimensionamento da área ocupada pelos MF 
 
Como o número de módulos fotovoltaicos já foi calculado, a área total ocupada 
pelos mesmos pode ser simplesmente determinada multiplicando o número de MF 
pela área de um componente, Equação: 
 
 Atotal=Pmax. x N°mod [11] 
 Atotal=(1,960 x 0,991) [m²] x 12 =25,25m². 
 
Visto que o SFCR, precisa de uma área de telhado com 25,25m², consta no projeto 
(figura 10), uma área disponível de 87,41m². 
 
10 ANÁLISE DO INVERSOR 
Os inversores são fundamentais para interligação no esquema de ligação 
fotovoltaica, com a rede elétrica convencional. Para que o inversor funcione 
efetivamente, é necessária a análise de seus parâmetros de saída: frequência, 
corrente e tensão, pois os mesmos devem ser compatíveis com a rede a qual se 
pretende conecta-lo, assim como, a análise de seus parâmetros de entrada. 
O fator de dimensionamento de inversores (FDI), que representa a relação 
entre a capacidade do inversor e a potência nominal do gerador fotovoltaico, deve ser 
avaliado de acordo com o local de operação do sistema. Nas regiões próximas à Linha 
do Equador que é o nosso caso, os picos de radiação são mais frequentes, fazendo 
com que o gerador fotovoltaico opere mais próximo de sua potência nominal, exigindo 
assim, maior potência de operação por parte dos inversores. Em virtude desse fato, 
não se deve subdimensionar os inversores em SFCR em locais de alto nível de 
MEDIA (%) 
TEMPO (ANO) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
POT. NOM.(%) 3 8 8 8 8 8 8 8 8 8 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17
RENDIMENTO DA POTENCIA NOMINAL DOS MODULOS FOTOVOLTAICOS
13
31 
 
irradiação. Pois tal falha pode levar a decréscimos consideráveis de potência nestas 
regiões. 
Para este projeto, foi selecionado o inversor solar Micro Inversor Solar Hoymiles 
Mi-1200 220v 1200w. 
 
10.1 Ficha de especificações técnicas do equipamento: 
➢ Certificado inmetro 004381/2018. 
➢ Funciona somente em rede monofásica 220vca (f/n/t) ou em rede bifásica 220vca 
(f/f/t), (Não funciona em monofásico 127VCA). 
➢ Suporta painéis de até 380w na entrada 
 
10.2 Desempenho principal do micro inversor 
1. Potência nominal conectada à rede: 1200W 
2. Entrada de ampla gama, aceita a maioria dos painéis de silício cristalino de 72 
células 
3. A eficiência é de até 96,5%; 
4. Alta confiabilidade: nenhum ponto de falha; Garantia de 12 anos; 
5. Monitoramento de desempenho em tempo real /análise do nível do módulo 
 
10.3 Especificação 
Modelo MI-1200 
Dados de entrada (DC) 
Potência de painéis recomendada: Até 380W 
Faixa de tensão MPPT: 32 a 48 Vcc 
Tensão de partida do inversor: 22 Vcc 
Faixa de tensão operacional: 16 a 60 Vcc 
Máxima tensão de entrada: 60 Vcc 
Máxima corrente de entrada: 10.5 Acc x4 
 
10.4 Dados de saída (AC): 
Potência nominal de saída [W] 1200 
Corrente nominal de saída [A] 5.45 
Tensão de saída nominal: 220V 
32 
 
Frequência Nominal 60 Hz 
Fator de potência >0.99 
Distorção harmônica <3% 
Eficiência de pico 96.5% 
Eficiência MPPT 99,80% 
Número máximo de inversores por ramo: 3 inversores 1200W, podendo ser ligado no 
mesmo ramo que o MI500 ou MI250 
 
10.5 Dados Mecânicos 
Faixa de temperatura ambiente -40 +65 °C 
Faixa de temperatura operacional -40 +85 °C 
Nível de proteção IP67 / NEMA6 
Resfriamento natural - sem ventuinha 
Peso 3,75 kG 
Medidas: 28 x 17,6 x 3,3 cm 
Comunicação wireless (utilizando a DTU de comunicação) 
 
Figura 13 – modelo de inversor definido para o projeto 
 
 
 
11 Dimensionamento de MF conectados aos inversores 
 
33 
 
O número máximo de MF conectados ao inversor pode ser determinado de acordo 
com o valor da potência em CC admissível pelo equipamento, valor não pode ser 
ultrapassado. Logo, pode-se determinar este número pela Equação: 
 
 N°mod = 
𝑃𝑐𝑎,𝑚𝑎𝑥.𝑖𝑛𝑣
𝑃. 𝑚𝑜𝑑.
=
1.200 [𝑊]
320 [𝑊]
=3,75 unid. [12] 
A tensão e a corrente de entrada no inversor devem admitir intervalos de 
funcionamento de acordo com as margens estabelecidas pelo fabricante. Estes 
intervalos podem ser determinados de acordo com as associações dos MF em série, 
paralelo ou mista. 
 
11.1 Análise de perdas e ajustes aplicáveis aos SFCR 
perdas importantes além das perdas relacionadas à temperatura e a irradiação 
solar, outros parâmetros de perdas necessitam ser considerados em um projeto de 
SFCR. 
 
11.1.1Compensação por fator de temperatura da Potência de pico 
A perda por temperatura na potência de pico dos MF (Lpot) é calculada pela 
Equação: 
 
 Lpot = Kpot x Tmed 
 Lpot = 0,39 [%
°𝐶
] x 26,41 [°C] = 10,30% [13] 
 
Onde: 
Kpot é o coeficiente de perda por temperatura para potência de pico, disponível no 
manual do fabricante do MF e Tmed é a temperatura calculada do ambiente. 
Sabendo o percentual de perda, pede-se calcular a potência de pico compensada 
(Pn mod.comp) pela Equação: 
 
Pn mod. Comp = Pn mod x (100 – Lpot) [14] 
Pn mod. Comp = 320 [W] x (100 – 10,30) [%] = 287,04 W 
 
11.1.2 Sombreamento 
34 
 
Devido ao sombreamento parcial de um módulo ou conjunto de módulos, 
ocasionados por árvores, edifícios próximos e nuvens, as curvas de potência e 
corrente apresentam irregularidades, afetando a eficiência do sistema fotovoltaico. 
Para esta perda é determinado um fator de correção (Ksomb) que varia de 1% a 10%, 
dependendo das condições de sombreamento do local. (MELO. E.G 2012). A parte 
do telhado que irá receber os módulos fotovoltaico, possui a possibilidades de dias 
nublados, foi considerado para este projeto um valor de Ksomb de 2%. 
 
11.1.3 Sujeiras nos MF’s 
Devido ao acúmulo de impurezas nos módulos fotovoltaicos provenientes de 
fezes de pássaros, fuligem e poeira do ambiente, a eficiência do sistema também é 
alterada. Consequentemente, um fator de perda por sujeira (Ksuj) precisa ser 
analisado. 
Como o campo fica localizada na zona urbana, mais um pouco afastado do centro, 
onde estão presentes pássaros e poeira provenientes das ruas que não são 
pavimentadas, um fator de perda por sujeira considerável, Ksuj de 3%, foi determinado 
para este projeto. (SUNVOLT ENERGIA SOLAR). 
 
11.1.4 Compensação de perdas de conversão CC/CA 
Devido um déficit de energia na entrada para a energia que sai, a eficiência 
máximado inversor também deve ser levada em consideração. Assim para o inversor 
escolhido, a eficiência máxima de conversão é dada por ƞ.inv = 96,50%. 
 
11.2 Redimensionamento do SFCR 
Após a determinação dos coeficientes de perdas, Tabela 4, o coeficiente global, KG, 
pode ser calculado multiplicando os coeficientes considerados pelo projetista. 
 
Tabela 4: Coeficientes de perdas consideradas pelo projetista. 
 
Fonte: Elaborada pelo autor 
K % valor
Ksombra 3 0,8
Ksujeira 2 0,8
Kinversor 3,5 0,83
0,81kg
COEFICIENTE DE PERDAS
35 
 
 
11.2.1 Potência corrigida do SFCR 
Sabendo o valor do coeficiente global de perda, a potência corrigida do SFCR 
(POT.SFCR.c) para atender a unidade consumidora pode ser determinada pela 
Equação: 
 
 POT.SFCR. c = 
𝑃𝑂𝑇. 𝑆𝐹𝐶𝑅
𝐾𝐺
 [15] 
 POT.SFCR. c = 
3,45 [𝐾𝑊]
0,81 [𝐾𝑊]
= 4,26 𝐾𝑊 
 
 
11.2.2 Cálculo do número de MF corrigido 
 O número de MF corrigido (Nᴼmod.c) é determinado pela Equação: 
 
 N°mod. c = 
𝑃𝑂𝑇. 𝑆𝐹𝐶𝑅,𝑐 [𝑤]
𝑃𝑛.𝑚𝑜𝑑.𝑐 [𝑘𝑤]
 [16] 
 
 N°mod. c = 
4.26 [𝑤]
0,287 [𝑘𝑤]
 = 14,84 unid 
 
11.4.3 Número máximo corrigido de MF por inversor 
A quantidade máxima corrigida de MF (N° max. mod. c) a serem conectados 
aos micros inversores é calculada pela Equação: 
 
 N°max. mod. c = 
𝑃𝑐𝑐.𝑚𝑎𝑥. 𝑖𝑛𝑣
𝑃𝑛.𝑚𝑜𝑑.
 [17] 
 
 N°mod. c = 
1.200 [𝑤]
287,04 [𝑤]
 = 4,18 unid. 
Onde: 
Pn.mod.c é a potência nominal corrigida do MF. 
 
12 ANÁLISE DE CUSTOS 
 
Perante o investimento aplicado ao sistema de microgeração fotovoltaica, o 
próximo passo do projeto consiste na análise dos custos do SFCR com o intuito de 
36 
 
avaliar o retorno financeiro positivo ao longo dos 25 anos de garantia dos MFs. Os 
custos diretos, também conhecidos como LCC (life cycle cost), envolvem todas as 
despesas ao longo da vida útil do sistema. Em meio a essas despesas estão 
relacionadas os custos totais para instalar o SFCR, os custos de manutenções 
preventivas e corretivas e o preço que os equipamentos valem ao final da vida útil do 
sistema. 
 
12.1 Custo total do SFCR 
O custo total envolve todos os gastos para que o SF entre em operação. Este custo, 
também conhecido como turn-Key, engloba todos os gastos com equipamentos 
principais e secundários, assim como ferramentas e utensílios necessários para 
instalação, gastos extras durante o período de instalação e a mão de 
obra para implantação do sistema. 
 
Tabela 4― Custo total de implantação do SFCR. 
 
 
Fonte: Elaborada pelo autor. 
 
Foi realizado uma pesquisa de preço via internet de cada componente, para o 
devido orçamento do sistema dimensionado nesse projeto. 
 
 
12.2 Custos de manutenção 
As despesas com manutenção preventiva consistem na verificação dos painéis 
fotovoltaicos, inversores e cabos, para que se possa manter o máximo de eficiência 
possível do sistema, prevenindo graves avarias que podem provocar baixas na 
produção de energia elétrica e perdas de eficiência. O valor mais utilizado para estimar 
as despesas com manutenção preventiva anual varia entre 0,5% e 1% do custo total 
EQUIPAMENTOS/SERVIÇOS MARCA MODELO QUANT. VALOR UNIT. VALOR TOTAL
MODULOS FOTOVOLTAICOS CANADIAN CS3U-365P 15,0 770,00R$ 11.550,00R$ 
MICRO INVERSOR HOYMILES MI-1200 4,0 2.145,46R$ 8.581,84R$ 
ESTRUTURA DE FIXAÇÃO INTELBRAS 4840008 3,0 582,90R$ 1.748,70R$ 
PROJETO DE INSTALAÇÃO - - 1,0 2.200,00R$ 2.200,00R$ 
CUSTOS EXTRAS - VB 1,0 473,50R$ 473,50R$ 
24.554,04R$ 
CUSTO DE IMPLANTAÇÃO DO SFCR
TOTAL
37 
 
do SF instalado. (CARNEIRO. S.A 2016). Para este projeto foi estimado o custo inicial 
de MP em 0,5% do investimento total. Depois, os custos em relação ao primeiro ano 
com MP serão de aproximadamente R$ 92,59. 
A manutenção corretiva (MC) para SFCR consiste basicamente na troca dos 
equipamentos principais, principalmente, os micros inversores. Apesar de possuírem 
garantia de 12 anos. 
 
12.3 Valor da energia gerada 
 
A economia anual, em reais, pode ser determinada com base na equação abaixo: 
 
 Economia anual = te x SFCR x HSP x 365 
 
Te é a tarifa para consumo média estabelecida pela ENEL. Este valor pode ser 
encontrado na conta de luz do consumidor. SFCR 4,26KW, é a potência nominal do 
sistema compensada que leva em consideração a potência efetiva do sistema 
(abatidos suas perdas por fator de temperatura), mais os índices de degradação anual 
previstos pelo fabricante dos MFs. O índice de degradação pode ser encontrado no 
manual do fabricante. HSP é o valor médio da radiação solar diária corrigida para o 
plano dos MFs. Para o ângulo de inclinação dos MFs estabelecido, 12°, foi 
determinado o valor médio de HSP de 5,66 KW/m².dia. 
De acordo com os dados citados acima, a tabela abaixo mostra o fluxo de caixa 
do SFCR dimensionado para o Campo Society. 
 
Fonte: Elaborada pelo autor. 
ANÁLISE DO INVESTIMENTO DO PROJETO FOTOVOLTAICO DO CAMPO SOCIETY
2021 - - - - - 24.354,04-R$ -100%
1 4,260 7305 0,790 5.770,64R$ 92,59R$ 18.675,99-R$ -77%
2 3,536 6063 0,821 4.974,99R$ 93,52R$ 13.794,51-R$ -57%
3 2,935 5032 0,851 4.283,09R$ 94,45R$ 9.605,87-R$ -39%
4 2,436 4177 0,882 3.682,66R$ 95,40R$ 6.018,61-R$ -25%
5 2,022 3467 0,912 3.162,59R$ 96,35R$ 2.952,37-R$ -12%
6 1,678 2877 0,943 2.712,92R$ 97,31R$ 336,76-R$ -1%
7 1,393 2388 0,973 2.324,74R$ 98,29R$ 1.889,69R$ 8%
8 1,156 1982 1,004 1.990,13R$ 99,27R$ 3.780,55R$ 16%
9 0,959 1645 1,035 1.702,11R$ 100,26R$ 5.382,40R$ 22%
10 0,796 1366 1,065 1.454,50R$ 101,26R$ 6.735,64R$ 28%
Ano
Pot.Nom
inal 
SFCR 
[kwh/m².
dia]
Prod. 
Anual de 
Energia 
[KWh]
Tarifa de 
consumo 
[R$/KW]
Valor da 
Energia 
Gerada [R$]
Custos [R$]
Balanço 
Acumulado [R$]
% de 
Débito do 
Projeto
38 
 
Diante dos cálculos realizados, pode-se observar que o tempo de payback do 
investimento ocorre no 5° ano de operação do sistema. 
 
13 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 
 
O SFCR projetado possui potência instalada de 3,45 KW, este valor 
corresponde a 15 MF (corrigido) de 320 W e 4 micros inversores de 1.200 W da marca 
hoymiles. No entanto, devido à compensação de valores, o dimensionamento 
desenvolvido ao longo do projeto fornece uma solução possível para implantação de 
um SFCR com potência efetiva de 4,26 KW (corrigido). Sistema, o qual é capaz de 
suprir 100% da demanda energética do Campo Society. Fazendo uso uma área de 
30,00 m², o que consiste na produção de 7.305 KWh/ano. Valores que resultam em 
uma economia de mais de R$ 5.770,64 no primeiro ano (com base na demanda estima 
da necessidade do empreendimento); utilizando a tarifa mensal da conta de luz do 
mês fevereiro de 2021), compensando assim o capital aplicado no 7° ano de 
operação. Conforme as apreciações iniciais, pode-se constatar que o projeto está 
dentro dos limites estabelecidos no início do dimensionamento. a disponível para 
implantação dos MF, voltados para Norte, era de 30 m², logo 99 % desta área prevista 
será ocupada. 
Com o objetivo de aprofundar a análise deste projeto, foi realizado um pré-
dimensionamento do sistema em rede, fazendo uso do aplicativo Pvsist na versão 
para teste V6.88, Figura 14, foi elaborada para comparar os resultados obtidos. 
Informações semelhantes sobre a potencia do sistema, a área para a instalação dos 
MF’s e a capacidade por ano de geração de energia fotovoltaico. No entanto, alguns 
valores não foram possíveis de serem estabelecidos na simulação, como HSP preciso 
da região. Assim, foi estimado um valor para região mais próxima. A simulação 
 
 
 
 
 
 
 
39 
 
Figura 14 Pré-dimensionamento do SFCR. 
 
 
Fonte: Pvsist® V6.88 – Programa para Sistema Fotovoltaico. 
40 
 
Figura 15 Pré-dimensionamento do SFCR. 
 
 
Fonte: Pvsist® V6.88– Programa para Sistema Fotovoltaico. 
 
Figura 16 Pré-dimensionamento do SFCR. 
 
 
Fonte: Pvsist® V6.88 – Programa para Sistema Fotovoltaico. 
 
41 
 
 
 
14 CONCLUSÃO 
 
Diante dos objetivos estabelecidos, conclui-se que o foi elaborado, com 
sucesso, o dimensionamento do sistema fotovoltaico conectado à rede. Foi verificado 
que existe disponibilidade de espaço e condições físicas favoráveis ao 
desenvolvimento da instalação do sistema dimensionado, constatando ainda que, 
caso haja interesse e recursos financeiro satisfatórios para elaboração e implantação 
do projeto, é possível consolidá-lo. Os resultados encontrados foram considerados 
efetivos, com respaldo com o comparativo com o resultado do pré-dimensionamento. 
Com base nos cálculos, o sistema dimensionado é capaz de produzir 7305 KWh/ano, 
no primeiro ano. 
 
 
Com o uso do software, dimensionou o sistema para produzir 7196 KWh por 
ano, uma diferença de 1,49 %. Esta diferença foi observada ao contabilizar as perdas 
de eficiência associadas a todos os componentes e às condições de operação. Tais 
fatores tem impacto sobre a geração final de energia prevista. A orientação dos 
telhados e a insolação elevada e constante foram fatores positivos para o 
aproveitamento do recurso solar. A potência requerida para atender 100% da 
demanda de energia do consumidor foi alcançada utilizando menos da metade da 
área do telhado. Apesar do investimento de R$ 24;554,04, a análise financeira do 
projeto comprovou que o tempo de retorno para o investimento necessário à sua 
instalação, dar-se-á no 7° ano de operação do sistema em pleno uso.
42 
 
15 REFERÊNCIAS 
 
ANEEL – AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA – Fontes hidráulicas 
geram a maior parte da energia elétrica<http://www.brasil.gov.br/infraestrutura/2011/ 
12/fontes-hidráulicas-geram-a-maior-parte-da-energia-elétrica> Acesso em: 
20/3/2021. 
 
INSTITUTO NACIONAL DE METEROLOGIA. Normas climatológicas do Brasil. 
<http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=clima/normaisclimatologicas> Acesso 
em: 
02/07/2016. 
 
COMPANHIA ENERGÉTICA DO CEARÁ (COELCE). NT-Rr 010/2015: Conexão de 
micro e minigeração distribuída ao sistema elétrico da AMPLA/COELCE. 
Fortaleza,2015. 
 
http://www.aneel.gov.br/resultado-dos-processos-tarifarios-de-distribuicao>Acesso 
em 15/03/2021 
 
http://www.aneel.gov.br/resultado-dos-processos-tarifarios-de-distribuicao