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NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO MUNICIPAL

Authors:

Abstract

Nessa dissertação foram analisados e apresentados de forma simplificada os procedimentos legais exigíveis para a implantação e regularização da Geração de Energia Elétrica por meio do Sistema Fotovoltaica no Estado do Paraná. Dentre os quais o Licenciamento Ambiental e os procedimentos para homologação e injeção de energia elétrica na concessionária no Estado do Paraná. No licenciamento Ambiental, o órgão licenciador é o Instituto de Água e Terra – IAT que possui atribuições legais para o licenciamento dessa atividade no Estado do Paraná. Já nos procedimentos administrativos exigíveis para o contrato de injeção na rede elétrica da geração distribuída foram abordados as normativas da ANEEL e COPEL, necessárias na atualidade, para o efetivo contrato com a companhia das exigências prévias para a liberação e após instalações dos equipamentos os procedimentos necessários para a homologação e funcionamento do sistema fotovoltaico. Em relação aos estudos de casos, realizou-se o estudo de viabilidade econômica de uma residência na cidade de Toledo e em relação à um Órgão Público municipal,optando-se por fazer um estudo do paço municipal de Maripá - PR, com o sistema de fotovoltaico implantado, apresentando o tempo para o payback dessas unidades. Uma das ferramentas para análise de viabilidade econômica de projetos é o payback (taxa de retorno do investimento). De forma simplificada e prática foram abordadas as normas regulamentadores em vigor, atendendo a demanda de conhecimento na atualidade por consumidores, empreendedores e estudiosos do setor, para a utilização do sistema fotovoltaico.
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Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
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NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA
FOTOVOLTAICO E ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM
RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO MUNICIPAL
REGULATIONS FOR THE IMPLEMENTATION OF THE
PHOTOVOLTAIC SYSTEM AND ECONOMIC FEASIBILITY STUDY
IN MUNICIPAL RESIDENCE AND PUBLIC AGENCY
NORMATIVA PARA LA IMPLANTACIÓN DE LA INSTALACIÓN
FOTOVOLTAICA Y ESTUDIO DE VIABILIDAD ECONÓMICA EN
RESIDENCIA MUNICIPAL Y ORGANISMO PÚBLICO
Lorivo Limberger
1
Edson Antonio da Silva
2
DOI: 10.54751/revistafoco.v15n2-023
Recebido em: 30 de Agosto de 2022
Aceito em: 29 de Setembro 2022
RESUMO
Nessa dissertação foram analisados e apresentados de forma simplificada os
procedimentos legais exigíveis para a implantação e regularização da Geração de
Energia Elétrica por meio do Sistema Fotovoltaica no Estado do Paraná. Dentre os quais
o Licenciamento Ambiental e os procedimentos para homologação e injeção de energia
elétrica na concessionária no Estado do Paraná. No licenciamento Ambiental, o órgão
licenciador é o Instituto de Água e Terra IAT que possui atribuições legais para o
licenciamento dessa atividade no Estado do Paraná. nos procedimentos
administrativos exigíveis para o contrato de injeção na rede elétrica da geração
distribuída foram abordados as normativas da ANEEL e COPEL, necessárias na
atualidade, para o efetivo contrato com a companhia das exigências prévias para a
liberação e após instalações dos equipamentos os procedimentos necessários para a
homologação e funcionamento do sistema fotovoltaico. Em relação aos estudos de
casos, realizou-se o estudo de viabilidade econômica de uma residência na cidade de
Toledo e em relação à um Órgão Público municipal,optando-se por fazer um estudo do
paço municipal de Maripá - PR, com o sistema de fotovoltaico implantado, apresentando
o tempo para o payback dessas unidades. Uma das ferramentas para análise de
1
Mestrando em Bioenergia.Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE) -Toledo, Paraná. R.
da Faculdade, 645, Jardim La Salle, Toledo - PR, CEP:85903-000.
E-mail: lorivol@iat.pr.gov.br
2
Doutorado em Engenharia Química -Desenv. Processos Químicos , Universidade Estadual de Campinas
(UNICAMP) .Universidade Estadual do Oeste do Paraná (Unioeste) - Toledo, Paraná.R. da Faculdade,
645, Jardim La Salle, Toledo - PR,CEP: 85903-000. E-mail: edsondeq@hotmail.com
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viabilidade econômica de projetos é o payback (taxa de retorno do investimento). De
forma simplificada e prática foram abordadas as normas regulamentadores em vigor,
atendendo a demanda de conhecimento na atualidade por consumidores,
empreendedores e estudiosos do setor, para a utilização do sistema fotovoltaico.
Palavras-chave: Energia solar; empreendimentos; impactos ambientais.
ABSTRACT
In this dissertation, the legal procedures required for the implementation and
regularization of Electric Power Generation through the Photovoltaic System in the State
of Paraná were analyzed and presented in a simplified way. Among which the
Environmental Licensing and procedures for approval and injection of electricity in the
concessionaire in the State of Paraná. In Environmental Licensing, the licensing agency
is the Water and Land Institute IAT, which has legal attributions for the licensing of this
activity in the State of Paraná. In the administrative procedures required for the injection
contract in the distributed generation electricity grid, the regulations of ANEEL and
COPEL, which are currently necessary for the effective contract with the company, were
addressed in relation to the prior requirements for the release and after installation of the
equipment, the necessary procedures for the approval and operation of the photovoltaic
system. Regarding the case studies, a study of the economic feasibility of a residence in
the city of Toledo and in relation to a municipal Public Agency was carried out.
photovoltaic plant, showing the time for the payback of these units. One of the tools for
analyzing the economic feasibility of projects is the payback (rate of return on
investment). In a simplified and practical way, the regulatory standards in force were
addressed, meeting the demand for knowledge currently by consumers, entrepreneurs
and scholars in the sector, for the use of the photovoltaic system.
Keywords: Solar energy; enterprises; environmental impacts.
RESUMEN
En esta disertación fueron analizados y presentados de forma simplificada los
procedimientos legales exigibles para la implantación y regularización de la Generación
de Energía Eléctrica mediante el Sistema Fotovoltaico en el Estado del Paraná. Entre
los cuales la Licencia Ambiental y los procedimientos de aprobación e inyección de
energía eléctrica en la concesionaria en el Estado de Paraná. En el licenciamiento
ambiental, la agencia de licenciamiento es el Instituto de Aguas y Tierras - IAT que posee
atribuciones legales para el licenciamiento de esta actividad en el Estado de Paraná. Ya
en los procedimientos administrativos exigibles para el contrato de inyección en la red
eléctrica de la generación distribuida se abordaron las normativas de ANEEL y COPEL,
necesarias en la actualidad, para la contratación efectiva con la empresa de los
requisitos previos para la liberación y tras la instalación de los equipos los trámites
necesarios para la homologación y funcionamiento del sistema fotovoltaico. En relación
a los estudios de casos, se realizó el estudio de viabilidad económica de una residencia
en la ciudad de Toledo y en relación a un Organismo Público municipal, optándose por
hacer un estudio del edificio municipal de Maripá - PR, con el sistema de fotovoltaico
implantado, presentando el tiempo para el payback de estas unidades. Una de las
herramientas de análisis de la viabilidad económica de los proyectos es el payback (tasa
de retorno de la inversión). De forma simplificada y práctica se han abordado las normas
reguladoras en vigor, asistiendo a la demanda de conocimiento en la actualidad para
consumidores, empresarios y estudiosos del sector, para el uso del sistema fotovoltaico.
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Palabras clave: Energía solar; empresas; impactos ambientales.
1. Introdução
O crescimento da população mundial e o aumento no consumo de bens
e serviços criam a necessidade de atender demandas cada vez maiores sem
comprometer as gerações futuras (GOMES; HENKES, 2014). Isto está de
acordo com o conceito de desenvolvimento sustentável estabelecido no
Relatório de Brudtland, pela Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e
Desenvolvimento das Nações Unidas (1988) “desenvolvimento sustentável é
aquele que atende as necessidades do presente sem comprometer a
capacidade das gerações futuras de atenderem as suas próprias
necessidades". Junto a este tema, surge também a necessidade de atender
a demanda de energia elétrica da população, que tem aumentado a cada ano
e a perspectiva, com utilização de carros elétricos e expansão da tecnologia é
que esse crescimento seja contínuo. A crise elétrica é uma questão não muito
recente, contudo, ainda constitui um dos grandes desafios atuais (CABRAL;
VIEIRA, 2012).
Ao levar em conta o aumento no preço da conta de luz, seja devido a
um custo maior na produção de energia, ou aumento nos impostos, diversas
pessoas têm procurado projetos de instalação de uma unidade de geração de
energia fotovoltaica. O que as pessoas buscam é uma possibilidade de
investimento a fim de obter uma fonte de produção de energia independente
do sistema das empresas convencionais e economia na conta de luz,
buscando, principalmente, zerar a conta (SANTOS; SOUZA; DALFIOR, 2016).
De acordo com a Matriz energética do Brasil, há diversas fontes geradoras de
energia, como hidráulica, gás natural, derivados de petróleo, nuclear, eólica,
biomassa, carvão e derivados. O relatório do BEN 2019 (Balanço Energético
Nacional), realizado pelo EPE (Empresa de Pesquisa Energética) aponta que
as fontes renováveis representam 83,3% da oferta interna elétrica no Brasil,
em que 66,6% provem da produção hidráulica, 8,5% de biomassa, 7,6% de
energia eólica e apenas 0,54% da energia solar.
A baixa utilização da energia fotovoltaica se deve a vários fatores, como
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a falta de indústrias nacionais para fabricação de módulos fotovoltaicos, que
reduziria o custo de importação (CALDAS; MOISÉS, 2016) e devido ao
reduzido número de programas para incentivo à geração de energia solar,
dentre os quais se destaca o PROINFA (Programa de Incentivo a Fontes
Alternativas de Energia Elétrica).
Outros países, como por exemplo, a China tem seguido um caminho
diferente do que segue o Brasil. Em 2017 a China superou a meta da
capacidade de geração de energia solar, que era prevista para 2020 e, no
mesmo ano, representava 40% da geração de energia solar mundial (IEA,
2017). O Brasil, por outro lado, prevê um investimento de R$ 8 Bilhões até
2021, o que representa menos de 10% do que foi gasto na China somente no
ano de 2017 (OLIVEIRA, 2019).
Por outro lado, (OLIVEIRA, 2019) ressalta ainda que apesar de pouco
investimento e baixos incentivos governamentais, o Brasil apresenta um dos
maiores potenciais de produção solar do mundo. Maior, inclusive, que países
onde projetos de aproveitamento de energia solar são explorados de forma
mais ampla, como por exemplo, Alemanha, França e Espanha.
Outra fonte de geração de energia que tem crescido atualmente é a
gerada pela biomassa. A biomassa tem se destacado como fonte de energia
por conta de três fatores, a disponibilidade, a quantidade e o baixo custo
(MONLAU et al., 2015). Cidades do interior do Paraná possuem diversos
empreendimentos agropecuários. Essas atividades agropecuárias produzem
grande quantidade de dejetos, que por sua vez, podem ser utilizados para a
geração de bioenergia (FORSTER-CARNEIRO et al., 2013).
A utilização da biomassa, em comparação à geração de energia
fotovoltaica, é que a biomassa, além de gerar energia, ainda resolve outro
problema, a questão da destinação ambientalmente correta dos resíduos das
atividades. Dejetos de suinocultura, por exemplo, podem ser utilizados na
adubação do solo, podendo substituir até mesmo adubos químicos, contudo,
quando usado em excesso podem contaminar o solo e mananciais hídricos
(SEGANFREDO; PERIN JUNIOR, 2005), sendo assim, o excedente dos dejetos
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podem ser utilizados na geração de energia.
2. Objetivos
2.1 Objetivo Geral
Avaliar a viabilidade econômica do sistema fotovoltaico em dois
sistemas instalados: residência localizada em Toledo PR e no Paço Municipal
de Maripá - PR.
2.1.1 Objetivos Específicos
o Avaliar a viabilidade econômica da implantação de sistemas
fotovoltaicos.
o Avaliar o impacto ambiental da implantação de sistemas
fotovoltaicos.
o Estimar o tempo para o payback.
3. Revisão bibliográfica
3.1 Desenvolvimento sustentável
Conforme o Relatório Brundtland, desenvolvimento sustentável consiste
em utilizar os recursos do presente sem prejudicar as futuras gerações.
Entretanto, ainda há muitas discussões acerca das aplicações deste significado.
Resumidamente, desenvolvimento sustentável consiste em utilizar os recursos
naturais sem degradá-los, eliminá-los ou diminuir a possibilidade de utilização
destes para as próximas gerações (BARONI, 1992).
A preocupação com a degradação ambiental é um dos principais fatores
que devem ser levados em consideração quando se fala em desenvolvimento
sustentável. Até a década de 1950 essa preocupação com o Meio Ambiente era
considerada um “luxo”, ou então, um movimento relacionado à ciência, colocando
assim a preservação ambiental ou sustentabilidade em uma perspectiva que se
restringiu aos movimentos conservacionistas e ecologistas (SOUZA, 2000). Na
época, na percepção de diversas pessoas, a degradação ambiental não era
relacionada à saúde humana, ao bem-estar social, ao desmatamento e nem
mesmo à extinção de espécies (TAVARES, 2018).
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Entretanto, após o Relatório de Brundtland (1988) e dos avanços em
pesquisas e discussões sobre o desenvolvimento sustentável em diversas
esferas sociais, surgiram várias iniciativas com o intuito de empregar os
conceitos nos modelos de produção industrial (IPIRANGA; GODOY;
BRUNSTEIN, 2011). A consultoria Sustain Ability prega um modelo de mudança
social empregando o tripé da sustentabilidade, que busca conciliar economia,
sociedade e meio ambiente (SUSTAINABILITY, 2008). Contudo, esse tripé da
sustentabilidade, pode se tratar de um oximoro, pois o tripé na verdade é um
trilema, sugerindo que crescimento econômico, bem-estar social e
sustentabilidade ambiental tem se tornado elementos dissociativos (MARTINE;
ALVES, 2013).
Essa discussão, sobre a relação da degradação ambiental e o
crescimento econômico de uma nação, não é atual. Na década de 1970 havia
uma crença generalizada de que a fonte de grande parte dos problemas
ambientais era o crescimento econômico, entretanto, a partir da década de 1990
alguns economistas começaram a argumentar que esta visão seria pessimista e
desconsideraria alterações educacionais, tecnológicas, econômicas e políticas,
que por sua vez poderiam amenizar os problemas ambientais (CARVALHO;
ALMEIDA, 2010).
Essas duas visões demonstram a necessidade de estudos para analisar
se ocorre um trade-off (situação em que deve ser escolhido diminuir ou perder
uma qualidade em troca de ganhar outra) entre preservação e crescimento, ou
se poderia ser alcançado crescimento econômico de forma conciliatória com uma
melhora da qualidade ambiental (FONSECA; RIBEIRO, 2005).
Na mesma linha das discussões, autores citam também o paradoxo de
Jevons. Teoricamente, se a eficiência de utilização de certa matéria prima
aumenta, conseqüentemente o consumo dela diminuiria. Entretanto, de acordo
com o paradoxo de Jevons, conforme avançamos tecnologicamente e
aumentamos a eficiência de uso de um recurso natural, não diminuímos o uso
deste recurso e sim aumentamos (POLIMENI et al., 2008). A explicação se deve
pelo fato que os preços diminuiriam de acordo com que a eficiência aumentasse.
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Essa diminuição do preço faria com que o consumo aumentasse, e esse
aumento de consumo anularia por completo as vantagens ambientais da maior
eficiência (CEBADA, 2014).
Um exemplo são os motores a combustão de automóveis. Por mais que
sejam mais econômicos na conversão de energia do que os carros da década
de 1970, ainda assim o consumo global de gasolina não parou de aumentar e a
eficiência de motores não reduziu a demanda (SMIL, 2014). Contudo, com a
entrada e um fator externo o paradoxo deixa de ocorrer. Seguindo o exemplo de
que a demanda por combustível fóssil não diminuiu mesmo com a produção
aumentando, o consumo desta fonte passaria a diminuir se fosse substituída por
outra. Um dos exemplos é a energia elétrica, que substituiu o consumo de
carvão.
3.1.1 Fatores de influência do desenvolvimento sustentável
A sustentabilidade exige que sejam seguidos os três pilares: do meio
ambiente, das relações sociais e da subjetividade humana (GUATTARI, 1990).
De acordo com VECCHIATTI (2004), somente políticas públicas e articulações
ético-políticas poderiam reorientar a produção de bens e possibilitar a
conciliação crescimento econômico e o desenvolvimento sustentável. A
maneira como um território se desenvolve está ligado diretamente à maneira
como se dão as organizações sociais e as relações cívicas deste local
(MORAES, 2003).
É necessária uma sociedade organizada e da firmação de acordos para
que seja possível direcionar como se dará o desenvolvimento sustentável.
Com base nisso, PUTNAM (2006) estudou aspectos que condicionaram as
diferenças regionais entre o norte e o sul da Itália. “De modo geral, as regiões
que hoje são cívicas são também prósperas, industrializadas e têm boas
condições sanitárias.” (PUTNAM, 2006, p. 162). Portanto, se o capital social
for um fator crucial, para alcançar o desenvolvimento sustentável é
necessário, antes de torná-lo sustentável, torná-lo rico (BECKERMAN, 1992).
Caso o país não tenha potencial econômico para isso seria necessário apoio
de outros países nesses objetivos.
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Uns dos principais fatores de influência na busca pelo
desenvolvimento limpo de um país são os consumidores. De certa forma, o
brasileiro costuma levar mais em consideração o preço do que a qualidade ou
a forma de produção dos produtos, na hora de uma compra (ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DOS SUPERMERCADOS, 1992).
Entretanto, em países desenvolvidos e de economias mais estáveis, o
que se nota é que o “peso” atribuído a qualidade do produto tem aumentado
(SPEARS e KASSOUF, 1996). De acordo com CAIRNCROSS (1992), as
empresas notaram que o “movimento verde” é lucrativo e, portanto, tem agido
a favor dele. Considerando que a satisfação das necessidades do consumidor
é uma das peças mais importantes na busca de oportunidades, torna-se de
muita importância entender qual peso os consumidores dão ao fator ecológico
nas suas decisões de compra (MOTTA; ROSSI, 2003), já que se não atender
as expectativas e as tendências de mercado, espera-se que o
empreendimento não obtenha lucro.
Desta forma, de forma introdutória a sustentabilidade deve ser
observada também no sistema fotovoltaico, com o uso da energia solar a qual
atende os três pilares, ambiental, social e econômico.
4. Energia solar
Considerando as dificuldades e os anseios de diversos países para
alcançar o desenvolvimento sustentável, também de suprir as necessidades
das gerações atuais. Uma das dificuldades de abastecimento, de forma
renovável pelo menos é a crise elétrica. A crise elétrica é uma questão não
muito recente, contudo, ainda constitui um dos grandes desafios atuais
(CABRAL; VIEIRA, 2012).
Com essa situação, desenvolveram-se diversas formas de energia
limpa ou renovável, como por exemplo, a eólica, a bioenergia e a energia solar.
Um dos principais objetivos de pessoas que investem nessa forma de
energia é a possibilidade de obter uma fonte de produção de energia
independente do sistema das empresas convencionais e, também, economia
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na conta de luz, buscando, principalmente, zerar a conta (SANTOS; SOUZA;
DALFIOR, 2016)
O sol é a principal fonte de energia do planeta e é essencial para a
sobrevivência humana. Se tratando de energias renováveis, a energia solar é
responsável pela criação de várias outras formas de energia (PESSOA, 2011).
O Sol é responsável por fornecer para a atmosfera terrestre
aproximadamente 1,5 x 1018 kWh de energia por ano. Este valor corresponde a
10000 vezes o consumo mundial no mesmo período (CRESESB, 2018).
A energia solar fotovoltaica é definida como a energia produzida pela
conversão da radiação em energia elétrica (JUNIOR, 2019). A radiação solar
pode ser separada em diversos componentes: radiação direta, caracterizada
pela radiação captada sem sofrer qualquer alteração de direção; radiação difusa,
caracterizada pela radiação que alcança a superfície terrestre e que foi dispersa
por moléculas existentes na atmosfera; e radiação refletida, que sofreu alteração
de direção, devido ao contato com alguma superfície (BADESCU, 2008).
Em 2017 o Brasil entrou no ranking mundial de países que apresentaram
os maiores investimentos em energia solar e a expectativa é que se torne ainda
maior (Tabela 01).
TABELA 01 Países com maiores investimentos em energia solar em 2017.
CHINA
53 GW
EUA
10,6 GW
ÍNDIA
9,1 GW
JAPÃO
7 GW
TURQUIA
2,6 GW
ALEMANHA
1,8 GW
AUSTRÁLIA
1,25 GW
CORÉIA DO SL
1,2 GW
REINO UNIDO
0,9 GW
10°
BRASIL
0,9 GW
Fonte: Adaptado de Snapshot of Global PV Markets, IEA PVPS (2018).
A conversão de energia solar em energia elétrica é realizada pela
utilização de um dispositivo chamado de “célula fotovoltaica”, que é responsável
por fazer a conversão da energia pelo efeito fotoelétrico ou fotovoltaico (IMHOFF,
2007).
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O efeito fotoelétrico consiste na reação em que os fótons, provenientes do
Sol, são absorvidos pelas células fotovoltaicas, por materiais como platina ou
silício. Essa energia dos fótons é transferida para os elétrons, que aumentam
sua movimentação e, por sua vez, essa movimentação gera a corrente elétrica,
que posteriormente será armazenada em baterias ou enviada para o sistema de
energia elétrica (BARROS, 2013).
4.1 Histórico da energia solar
A energia solar vem se destacando no cenário energético mundial nos
últimos anos (VIANNA, 2010). Isso se deve ao fato que diversos países têm
objetivos de redução de gases poluentes e danos ambientais. Com isso, de
acordo com MILANO (2019) iniciaram- se os investimentos em energias
renováveis e pesquisas de projetos com a finalidade de substituir o uso de
combustíveis fósseis na produção de energia elétrica.
De acordo com CUNHA (2016), o Japão foi o pioneiro a iniciar o comércio
da integração da geração de energia elétrica com o sistema fotovoltaico,
havendo em seguida subsídio para esse fim, no começo da década de 90,
tornando-se nessa década o maior produtor de energia no mundo. Em seguida a
Alemanha, por volta dos anos 2006 tornou-se o país que mais produzia energia
elétrica por meio fotovoltaico, tornando-se a maior do mundo. No período de
2000 até 2010, houve investimento em mais de 15 bilhões de euros na indústria
Européia. Ainda de acordo com o autor, a Alemanha garante a compra da
geração de energia gerada pelo sistema fotovoltaico, seja de micro e mini
geradores, realizando também redução de custos de sua rede de energia de
forma gradativa, tornando-se assim a sua energia mais sustentável. Medidas que
vem sendo adotado pelos governos entre outros países, no incentivo a energia
renovável, como o caso da Itália e Estados Unidos.
Diversos países têm apresentado uma procura maior pela energia
fotovoltaica. Os dois países que mais investiram em energia solar nos últimos
anos são China e EUA, sendo que, até 2015 a Alemanha era o país com maior
capacidade instalada (REN21, 2015 - Resolução Normativa da Agência Nacional
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de Energia Elétrica (ANEEL)).
A energia solar tem grandes perspectivas (JUNIOR, 2019), a exemplo de
sua viabilidade em carros elétricos. Contudo, de acordo com o autor, atualmente
não é viável esta utilização, devida a baixa autonomia que seria conseguida pela
utilização dos painéis. Outro ponto destacado pelo autor seria a viabilidade
econômica, já que o payback poderá demorar a ser alcançado.
4.1.1 O cenário da energia solar fotovoltaica no Brasil
No ano de 2012 foi publicado a Resolução Normativa 482/2012 (ANEEL,
2012) no mês de abril, a qual regulamentou a geração distribuída no Brasil,
possibilitando o sistema de compensação de energia elétrica, sendo que a
energia ativa é injetada na rede da concessionária, a exemplo da Copel no
Paraná, considerada unidade distribuidora e em seguida essa energia elétrica
injetada poderá ser compensada com a energia a ser utilizada pelo consumidor,
no mundo essa metodologia é conhecida como net metering. Motivando assim,
o uso desse mecanismo pelos consumidores no Brasil, havendo o
desenvolvimento do sistema fotovoltaico, como ocorre em outros países, a
exemplo do México. Simplificando, no final do mês, o consumidor e produtor de
energia terá um crédito de energia, caso produza um excedente em relação ao
consumido, caso contrário paga a diferença (DANTAS; POMPERMAYER, 2018).
No ano de 2015 foi editado pela ANEEL a Resolução Normativa nº.
687/2015 (ANEEL, 2015), aumentando os benefícios da geração distribuída,
possibilidade como exemplo a geração distribuída em conjunto, onde os
microgeradores de energia possam distribuir energia para várias residências,
desde que seja na mesma área de concessão, entre outros benefícios (DANTAS;
POMPERMAYER, 2018).
4.1.2 Balanço energético nacional do ano de 2020 com base do ano de 2019,
com ênfase na energia solar produzida pelo sistema fotovoltaico
Empresa de Pesquisa Energética, pública, criada com a Lei nº. 10.847 de
15 de março de 2004, vinculada ao Ministério de Minas e Energia, elabora
anualmente o Balanço Energético Nacional (BEN), instituição ligada ao
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Ministério de Minas e Energia. Este levantamento demonstra a contabilização da
oferta de energia, as atividades de extração de recursos primários, conversão
secundária, importação e exportação, distribuição e o uso no Brasil. Destacar-
se-á adiante apenas os principais pontos afetos a energia solar produzida com o
sistema fotovoltaica (Tabela 02) (BEN, 2020).
TABELA 02 - Fontes renováveis participação energética na matriz elétrica nacional.
Fonte
2018
19/18
Hidrelétrica
388.971
2,3%
Gás Natural
54.622
10,7%
Eólica
48.475
15,5%
Biomassa
52.267
0,5%
Nuclear
15.674
2,9%
Carvão Vapor
14.204
7,9%
Derivados do Petróleo
9.293
-25,5%
Solar Fotovoltaica
3.461
92,2%
Outras
14.429
0,1%
Geração Total
601.396 GWh
4,1%
Fonte: BEN/Relatório 2020 - Síntese ano base 2019.
Na Tabela 02, observa-se que em relação às energias renováveis no
Brasil, a energia solar produzida no Sistema Fotovoltaica teve um crescimento
diferenciando-se entre as outras fontes renováveis de energia, ou seja, de 3.461
(GWh) de produção em 2018 para 6.655 (GWh) em 2019, ou seja 92,2 %. Sendo
assim, o sistema de produção que mais cresceu nesse período comparado com
as outras fontes. O Relatório informa ainda que desde 2015 o sistema
fotovoltaico vem crescendo anualmente na produção de energia elétrica,
utilizando a forma de micro e minigeração distribuída. (BEN, 2020).
5. Produção dos módulos fotovoltaicos
dois materiais utilizados na produção dos sistemas fotovoltaicos, silício
ou platina (Figura 01). O silício apresenta duas tecnologias, uma delas é o silício
monocristalino (m-Si), que consiste em uma alta quantidade pura deste
elemento. A eficiência dos módulos que utilizam essa tecnologia m-Si inicia em
12%, podendo alcançar até 16% comercialmente (BARROS, 2013).
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Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
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FIGURA 01 Modelos de módulos fotovoltaicos de silício. Fonte: Barros (2013).
A segunda tecnologia trata-se do c-Si, que busca uma produção mais
rápida e menos dispendiosa, produzindo o silício policristalino (p-Si), que
também apresenta uma eficiência menor, mas tem também um custo de
produção menor. Mais da metade dos módulos fotovoltaicos produzidos no
mundo é o p-Si (RUTHER, 2004).
5.1 Módulo fotovoltaico de filmes finos
Os módulos de filmes finos utilizam menos materiais para construção e
tem a possibilidade de ser construído em superfícies curvas, o que é essencial
ao considerar que se desejam sistemas fotovoltaicos que se adaptem às
superfícies sem comprometer a aparência dos locais da instalação (RUTHER,
2004). três tecnologias que se destacam na produção desses módulos: Silício
amorfo hidrogenado (a-Si), Telureto de cádmio (CdTe) e o Disseleneto de cobre
(gálio) e índio (CIS e CIGS) (RUTHER, 2004).
6. Análise de implantação de sistemas Off-Grid e On-Grid
6.1 Análise para o dimensionamento do sistema fotovoltaico
Para determinar o potencial solar de uma localidade diversas
maneiras: por meio de dados de Atlas solarimétricos, medição da radiação solar
no próprio local ou através de cálculos que interpolam dados de estações
próximas a localidade (MOSCARDINI, 2020).
dois equipamentos específicos para a medição de radiação solar de
um local. Um deles é o piranômetro, utilizado para medir a radiação solar global,
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NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
o outro é o pireliômetro, utilizado para medir a radiação solar direta. ainda
outra forma de medir, com utilização de células fotovoltaicas de silício, contudo
com esta forma não é possível realizar a distinção entre radiação direta e difusa
(CARLI, 2016).
CARLI (2016) destaca que os níveis de radiação solar que incidem no
plano horizontal na superfície da Terra variam de acordo com estações do ano.
Além disso, há a variação por conta da região, devido às diferenças de latitude,
altitude e condições meteorológicas.
De forma geral, deverá fazer um levantamento do custo dos
equipamentos, de instalação e de manutenção para o funcionamento do sistema
para a carga que se pretende utilizar e qual o sistema que será adotado. A
quantidade de energia que se pretende utilizar para atender a demanda existente
seja total e ou parcial e que tenha um excedente, levando em conta a média que
está sendo utilizado na unidade consumidora (DANTAS; POMPERMAYER,
2018).
6.1.1Sistema On-Grid (TIE) e sistema Off-Grid
Existem dois tipos de sistemas que podem ser utilizados nas unidades
consumidores (residências, entre outras), o sistema fotovoltaico conhecido como
do tipo grid-tie, quando se produz mais que consume e essa diferença maior é
injetada a rede de distribuição. Esse sistema o consumidor conecta o sistema
direto a rede elétrica, havendo necessidade de mais equipamentos adequados.
Existe também em síntese os equipamentos para instalar os sistemas
conhecidos como isolados off-grid, que são equipamentos acoplados à baterias
para o armazenamento da energia produzida excedente (DANTAS;
POMPERMAYER, 2018).
6.1.2 Equipamentos utilizados nos sistemas Grid-Tie e Off Grid
O inversor de frequência é um dos equipamentos mais importantes, tendo
a função de transformar a corrente gerada pelas placas em contínua em corrente
alternada. Essa corrente alternada pode ser utilizada por eletrodomésticos. O
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Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
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inverso grid-tie que possibilita a conexão com a rede elétrica deve fazer à
sincronização de freqüência da energia produzida com a que é destinada a rede
elétrica. Devido essa opção, torna mais elevado o preço em relação ao sistema
off-grid (DANTAS; POMPERMAYER, 2018).
7. Procedimentos legais para instalação e conexão do sistema
fotovaltáico Normas da Aneel INMETRO
O INMETRO Instituto Nacional e Metrologia, Normalização e Qualidade
Industrial, editou a Portaria nº. 004 de 04 de janeiro de 2011 para aprovar a
revisão de avaliação da conformidade para sistemas e equipamento para
Energia Fotovoltaica, atualizando as portarias anteriores, como a Portaria
Inmetro nº. 396 de 10 de novembro de 2008, atendendo também a Lei 10.295 de
17 de outubro de 2001, que trata da Política Nacional de Compensação e Uso
Racional de Energia, buscando zelar pela eficiência energética dos sistemas e
equipamentos para energia fotovoltaica, estabelecendo requisitos mínimos de
desempenho e segurança dos sistemas e equipamentos para geração
fotovoltaica, dando por fim publicidade ao conhecimento público e segmentos de
fabricação, importação e comercialização dos sistemas e equipamentos para
geração de energia fotovoltaica (INMETRO, 2011)
Essa Portaria informa que cientificou a Consulta Pública, colhendo
contribuições da sociedade para a elaboração dos requisitos nela aprovada. A
Portaria, em conformidade com o Sistema Brasileiro de Avaliação da
Conformidade SBAC criou a etiqueta obrigatória de sistemas e equipamentos
para energia fotovoltaica, devendo cumprir com os requisitos impostos nela, e
que até 01 de julho de 2011 seria a data limite para a fabricação e importação
de sistemas e equipamentos para que a energia fotovoltaica pudesse ser
comercializado no Brasil, em desacordo com esse documento normativo
atualizado. E após a data de 01 de julho de 2012, todos os sistemas e
equipamentos para geração de energia fotovoltaica deveriam ser
comercializados cumprindo com os requisitos aprovados nessa Portaria. No
entanto, excepcionalmente os fabricantes e importadores deveriam cumprir a
data de 01 de julho de 2011 (INMETRO, 2011).
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NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
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De acordo com a Portaria, o INMETRO é o órgão responsável para a
fiscalização do cumprimento das disposições dela, em todo o território nacional.
A instituição INMETRO fiscaliza as fábricas, as importadoras e os comércios dos
sistemas e equipamentos fotovoltaicos (INMETRO, 2011).
A portaria possibilita que os Sistemas e Equipamentos para Energia
Fotovoltaica, ou sejam, Módulos, Inversores, Controladores de Carga e Baterias
poderão ser fabricados e comercializados, no mercado nacional, por fabricantes
e importadores, de forma voluntária, em conformidade com os Requisitos dela
aprovada (INMETRO, 2011).
Sua atualização se deu com a redação dada pela Portaria INMETRO nº.
357 de 01/08/2014, a qual se ressalta a seguir os principais requisitos para
avaliação dos sistemas e equipamentos para geração de energia fotovoltaica:
7.1 Requisitos de avaliação para sistemas e equipamentos para energia
fotovoltaica - INMETRO
A Portaria 004/2011 estabelece de forma técnica e legal os requisitos
de avaliação em relação à aplicabilidade dos sistemas e equipamentos para
energia fotovoltaica, seja para Módulos, controlador de carga, inverso e bateria,
por meio de Etiquetagem, a qual se utilizada da ENCE- Etiqueta Nacional de
Conservação de Energia que atende os requisitos do Programa Brasileiro de
Etiquetagem EBE, objetivando a eficiência energética e adequado nível de
segurança, aplicando-se aos seguintes equipamentos (Tabela 03):
TABELA 03 Sistemas que são etiquetados.
Módulo fotovoltaico;
Controlador de carga e descarga de baterias;
Inversor para sistemas autônomos com potência nominal entre 5 W e 10 kW;
Inversor para sistemas conectados à rede com potência nominal de até 10 kW;
Bateria. (N.R.) (Redação dada pela Portaria INMETRO n° 357 de 01/08/2014)
Fonte: INMETRO, 2011
7.1.1 Forma de cálculo para área do módulo fotovoltaica
O INMETRO utiliza para verificar a eficiência máxima do módulo
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Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
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fotovoltaico, considerando condições padrão de teste e o produto da área do
módulo pela irradiação, a Portaria INMETRO nº. 357/2014. Para tanto é
analisado a superfície frontal do módulo, inclusive a moldura externa, em
produção mensal de energia. Essa produção mensal é estimada em razão de
uma irradiação média mensal de 5 KWh/m2, levando em consideração um mês
de 30 dias, somado a um fator de segurança de 20%, conforme fórmula de
cálculo a seguir, para apurar a estimativa (INMETRO, 2011).
Fonte: Anexo da Portaria nº. 004/2011
A exemplo do módulo fotovoltaico, atendendo a Resolução CONMETRO
nº. 05/2008, o INMETRO autoriza, desde que haja a existência do Atestado de
Conformidade, a utilização do selo de identificação em determinado campo
obrigatório antes da comercializado do objeto.
Utiliza-se, o módulo fotovoltaico, como exemplo de registro, não
detalhando nesse estudo os outros equipamentos devido a complexidade de
detalhamento que não caberia no momento como os procedimentos para
registro do controlador de carga e descarga de baterias, o inversor para sistemas
autônomos com potência entre 5 W e 10 Kw, inversor para sistemas conectados
à rede com potência nominal de até 10KW, bateria, entre outros. Demonstra-se
adiante Modelo de ENCe para o Módulo Fotovoltaico (Figuras 02 e 03):
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NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
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FIGURA 02 - Modelos da ENCe para os módulos, controladores de carga, inversores e
baterias.
Fonte: Anexo a Portaria nº. 001/2011
FIGURA 03 - Modelo da ENCe para módulo.
Fonte: Anexo a Portaria nº. 001/2011
Quando o produto a exemplo do Módulo fotovoltaico cumprir todos os
requisitos exigidos recebe esse selo PROCEL, em razão que o produto tem o
desempenho aprovado pelo INMETRO, estando em conformidade com as
normas do Programa Brasileiro de Etiquetagem.
8. Normativas para implantação do sistema fotovoltaico em
residências
No Estado do Paraná a Companhia Paranaense de Eletricidade
COPEL, é responsável pela gestão da energia elétrica no território paranaense
e devido ao crescimento exponencial do uso da energia elétrica de fonte solar,
captada com o sistema fotovoltaico, esta adequou-se as normas da ANEEL para
atender o usuário dessa notória demanda.
Nesse tópico será tratado sobre as normativas para implantação do
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Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
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sistema fotovoltaico as normas da ANEEL e COPEL para avaliação prévia,
quanto à possibilidade de instalação e aprovação do projeto e a normativa
ambiental cabível seja a nível estadual e federal vigente.
8.1 Sistema de compensação elétrica produzida em micro e
minigeração fotovoltaica por consumidores - COPEL
No Paraná a COPEL - Companhia de energia elétrica tratou de
regulamentar com a Normativa COPEL NTC 905200 o acesso de micro e
minigeração distribuída ao sistema COPEL, com compensação de energia, essa
emitida em 2014 e atualizada em 04 de outubro de 2018, em vigor (COPEL,
2014).
Em síntese, a norma NTC 905200 trata de padronizar as exigências,
objetivando criar procedimentos iguais para serem adotados, respeitando as
normas técnicas, bem como, as normas de segurança orientadas atendendo as
exigências nos Procedimentos de Distribuição - PRODIST e resoluções da
Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL. Essa normativa técnica busca
fornecer e exigir requisitos para que o consumidor que gera energia elétrica
conecte a sua fonte geradora a rede elétrica e optando pelo sistema de
compensação do excedente de energia produzida sejam com a produção em
micro e ou mini gerador, atendendo as normas da ANEEL, afetas a esse tema
em vigência (COPEL, 2014)
A NTC 905200 atende a Normativa da ANEEL n.º 482/2012, em relação
ao acesso de micro geração e mini geração distribuída para a distribuição de
energia pela rede administrada pela COPEL. O produtor de energia ao fazer a
adesão ao sistema de compensação, possui o limite de geração até 5 MW com
a cogeração qualificada, entre outras fontes renováveis não pode ser aceito
geradores de energia que já possuem de forma comercial sua geração (COPEL,
2014).
De forma geral na NTC 905200 pode haver alterações e atualizações no
momento do requerimento e o usuário deverá adequar-se as exigências em vigor
no momento do protocolo da documentação para efetivar o acesso de micro e
minigeração distribuída ao sistema da COPEL. Essa normativa prevê ainda que
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NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
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deve haver o consentimento da COPEL para a conexão com a rede e caso seja
efetuado sem prévia aprovação, poderá gerar risco aos instaladores, problemas
com o funcionamento do sistema elétrico, entre outros (COPEL, 2014).
A NTC 905200 salienta que não poderá haver conexão provisória entre
as fontes geradoras e a rede de energia. Quando o requerente faz o pedido de
acesso à rede como unidade consumidora, deve atender a NTC 901100
(fornecimento em tensão secundária de distribuição) ou a NTC 903100
(fornecimento em tensão primária de distribuição).
Em relação à potência disponibilizada, em unidade consumidora nova, a
potência para dispor dever ser igual ou superior a produzida pela central
geradora. Quando existente a unidade geradora, deve ser feito esse ajuste
atendendo os prazos e as responsabilidades legais.
Atendendo as regras do sistema de compensação de energia, a
companhia se exime de cobrar taxas pela injeção de energia na rede, não
remunera o produtor de energia, desde que seja proveniente de micro e
minigeração de energia e de potência no sistema de distribuição. Ressalvando,
quando houver prejuízo para a COPEL, devido à diminuição de qualidade,
ocorrência de irregularidades em procedimentos, problemas técnicos ou de
segurança das instalações, pode ser interrompido o acesso a rede, em
conformidade à Resolução ANEEL n.º 414/2010, Artigo 170.
8.2 Licenciamento ambiental e normativas aplicáveis no estado do
Paraná
O Estado do Paraná, através de seus órgãos ambientais, SEDEST e
Instituto de Água e Terra - IAT adotaram entre outras normativas a Portaria IAP
nº. 19 de 2017 que trata dos procedimentos para o licenciamento ambiental de
empreendimentos geradores de energia elétrica com fonte solar no seu
território. Essa Portaria detalha os sistemas que utilizam para a produção de
energia, como exemplo o sistema heliotérmico e a fotovoltaica.
A Portaria IAP nº. 19/2017 em vigor possui fundamentação legal conforme
Resolução CONAMA nº. 01/2001 e 279/2001, Resolução CEMA nº. 065/2008,
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especialmente do seu artigo inciso IV, Resolução ANEEL n º. 482 de 2015,
Resolução SEMA nº. 51/2009 e que os empreendimentos com fonte de energia
solar possuem baixo potencial poluidor, bem como são muito importantes como
uma das matrizes energética mais limpa.
TABELA 04: Geração, Distribuída, Potência e modalidade de licenciamento.
GERAÇÃO
Potência, licenciamento e Tipo de
Estudo
Heliotérmico a irradiação é convertida
primeiro em energia térmica e depois em elétrica;
Fotovoltaica a irradiação soar é convertida diretamente em
energia elétrica
Abaixo de 1 MW Dispensa de
Licenciamento Ambiental/Inexigibilidade de Licenciamento
Ambiental (Dispensado)
De 1 MW a 5 MW Autorização Ambiental
ou Dispensa de Licenciamento Ambiental Memorial
descritivo.
Microgeração distribuída: centrais geradoras de energia
elétrica, de qualquer potência, com instalações conectadas
diretamente no sistema elétrico de distribuição ou através
de instalações de consumidores, podendo operar em
paralelo ou de forma isolada e despachada ou não pelo
Operador Nacional do Sistema Elétrico
NOS
DE 5 MW a 10 MW LP, LI e LO, RAS
De 1 MW a 5 MW Autorização Ambiental ou Dispensa de
Licenciamento Ambiental Memorial descritivo
Abaixo de 1 MW Dispensa de Licenciamento
Ambiental/Inexigibilidade de Licenciamento Ambiental
(Dispensado)
Minigeração distribuída: central geradora
de energia elétrica com potência instalada superior a 75 KW
(setenta e cinco quilowatts) e menor ou igual a 3 MW (três
megawatts) para fontes hídricas ou menor igual a 5 MW
(cinco megawatts) para cogeração qualificada,
conforme
regulamentação da ANEEL .
De 1 MW a 5 MW Autorização Ambiental
ou Dispensa de Licenciamento Ambiental Memorial
descritivo
Abaixo de 1 MW Dispensa de Licenciamento
Ambiental/Inexigibilidade de Licenciamento Ambiental
(Dispensado)
Usina: acima de 5 MW (cinco megawatts)
Acima de 10 MW LP, LI e LO EIA/RIMA
DE 5 MW a 10 MW LP, LI e LO, RAS
Fonte: Portaria nº. 19/2017 - IAP/SEMA/PARANÁ
A Tabela 04 foi elaborada para facilitar a compreensão do licenciamento
dos empreendimentos de geração de energia elétrica a partir de fonte solar no
Paraná. A Portaria trata do licenciamento dos empreendimentos que produzem
energia elétrica seja no sistema heliotérmico e ou fotovoltaica a partir da energia
solar. O Estado do Paraná com essa Portaria normatizou os procedimentos
administrativos para o devido licenciamento ambiental. Observa-se que quando
houver micro e ou minigeração de energia os empreendimentos ficam
dispensados do licenciamento, e ou necessitam no máximo uma Autorização
Ambiental, não havendo a necessitada de cumprir as três fases de
licenciamento, como a licença prévia, licença de instalação e licença de
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NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
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operação. Cabe, no entanto, ao órgão ambiental o devido enquadramento
quanto ao impacto ambiental do empreendimento, levando em consideração a
localização, porte, o baixo potencial poluidor que possa ocorrer, bem como a
energia instalada. A Portaria exige como medida de qualidade e segurança os
equipados para geração que sejam aprovados pelo Inmetro e preferencialmente
possuam o SELO PROCEL (IAP, 2017).
Destaca-se na Portaria que os empreendimentos geradores de energia
em indústrias, comércios entre outros, bem como nas unidades domiciliares até
1 MW e conectado à rede da COPEL serão inexigíveis o licenciamento
ambiental, ficando dispensados. Nesse caso poderá receber do órgão uma
DLAE Dispensa de Licenciamento Ambiental. E caso seja necessário o
licenciamento e for constatado o funcionamento do empreendimento poderá ser
autuada em conformidade a legislação ambiental, por falta de licenciamento,
aplicando-se autuações conforme previsto no Decreto Federal nº. 6.514/2008.
Os procedimentos ambientais, quando necessários, a princípio, conforme a
portaria é simplificada por ser considerado de baixo impacto ambiental. (IAP,
2017). Em casos excepcionais, Usina acima de 5 MW (cinco megawatts) é que
serão exigidos procedimentos mais complexos, como a obrigatoriedade da
licença prévia, instalação e operação e outras medidas necessárias, quando o
órgão entender, como o Relatório Ambiental Simplificado e para as Usinas acima
de 10 MW as licenças prévias, instalação e operação, bem como o EIA/RIMA
(IAP, 2017).
O usuário ambiental no Paraná, interessado em instalar o sistema
fotovoltaico deve seguir esses passos para o licenciamento ambiental,
exemplificando assim:
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TABELA 05 Portaria IAP Nº 19/2017 sobre a necessidade de licenciamento ambiental.
POTÊNCIA
LICENCIAMENTO
TIPO DE ESTUDO
Acima de 10 MW
LP, LI e LO
EIA/RIMA
De 5 MW a 10 MW
LP, LI e LO
RAS
De 1 MW a 5 MW
Autorização Ambiental ou Dispensa de
Licenciamento Ambiental
Memorial descritivo
Fonte: Portaria IAP nº. 19/2017
A Tabela 05 deverá ser utilizada de acordo com os seguintes casos
hipotéticos:
Caso 1: Residências, condomínios, consumidores industriais, empresas
entre outros até 1 MW de potência fica dispensado de licenciamento ambiental.
Este não será exigido. Observa-se que nesse caso, se o interessado
necessitar de um documento do IAT, seja para fins de financiamento, Copel e
outros fins, poderá encaminhar a documentação e o órgão ambiental emitirá
um documento chamado DLAE Dispensa de licenciamento Ambiental
Estadual.
FIGURA 04 Sistema de produção de energia em residência.
Fonte: BIGSUN, 2020.
Caso 2: Residências, condomínios, consumidores que produzem ou
produzirão de 1 MW a 5 MW encaminhar ao IAT requerimento de Autorização
Ambiental ou Dispensa de Licenciamento Ambiental, com a documentação do
imóvel do proprietário e o memorial descritivo do sistema fotovoltaico.
Caso 3: Empreendimentos que produzem ou produzirão energia elétrica
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MUNICIPAL
no sistema fotovoltaico de 5 MW até 10 MW deverão providenciar os
requerimentos de Licença Prévia, Licença de Instalação e Licença de Operação,
bem como apresentar um Relatório Ambiental Simplificado.
Caso 4: Os empreendimentos que produzirem energia no sistema
fotovoltaico acima de 10 MW deverão providenciar os requerimentos de Licença
Prévia, Licença de Instalação e Licença de Operação, bem como apresentar um
o EIA/RIMA.
8.3 Metodologia para o cálculo da viabilidade econômica
Gonçalves, et al., (2017) esclarece que o payback é um sistema que
indica qual o tempo que leva para o investidor ser ressarcido de seu
investimento, avaliado em anos. Existem duas modalidades de payback
conhecidos e utilizados para o cálculo da viabilidade econômica dos sistemas
fotovoltaicos. O primeiro é o payback simples o qual é obtido levando-se em
consideração o custo anual de energia economizada e o tempo de recuperação
do investimento. No entanto, o cálculo o leva em consideração os valores
economizados ao longo do tempo. O segundo, é o payback descontado que
calcula o prazo de retorno do capital investido levando em consideração os
valores obtidos durante o tempo de utilização do sistema em anos. Nesse caso
é adotado o índice de variação econômica, a exemplo a taxa CELIC para obter
o valor econômico em relação a variação monetária durante os anos analisados.
FIALHO, et al., (2017) relaciona os fluxos de caixas futuros, descontados
a taxa de juros e o valor do investimento inicial do projeto, através da VPL,
(Equação 2):
Em que:
n = vida útil do projeto (anos)
FC = fluxo de caixa em cada
período (R$) I = taxa de juros (%)
FC0 = valor inicial do investimento (R$)
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Ainda, segundo FIALHO, et al., (2017), para a verificação da viabilidade
econômica dos projetos fotovoltaicos pode-se utilizar a fórmula do tempo de
investimento e retorno TIR, onde deve-se verificar se a taxa de rentabilidade
do projeto foi maior que a taxa de juros praticada, denotando-se dessa forma a
viabilidade do projeto, (Equação 03).
Para o cálculo do payback simples, utiliza-se a equação 4.
Para o cálculo do payback descontado, utiliza-se a equação 5.
CAMARGO, et al., (2017), relaciona o benefício-custo (RBC) como uma
relação entre o benefício ou receita e o fluxo de caixa de entrada e os custos ou
despesas e os fluxos de caixa da saída. Se a relação for maior que 1, significa
que o projeto é viável para a execução A Equação 6, representa a RCB:
Onde:
FCb - fluxo de caixa dos benefícios
(R$) FCc - fluxo de caixa dos custos
(R$)
i - taxa de juros (%)
n - vida útil do projeto
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NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
Considerando que a operação e manutenção da energia solar fotovoltaica
possui um custo desprezível, em razão de não necessitar de combustível para
operar e nem ter peças móveis para sofrer manutenção complexa, seu
investimento de instalação é diluído por toda a sua vida útil.
9. Principais atividades com uso da energia solar fotovoltaica no estado
do Paraná
9.1 Atividades agropecuárias
Em publicação realizada pelo SENAR PR/FAEP (2021), destacam-se
algumas atividades agropecuárias no meio rural, no Estado do Paraná, como a
avicultura, bovinocultura de leite, piscicultura, que se beneficiam com o uso da
energia solar fotovoltaica. Nas Tabelas 06, 07 e 08, elencamos alguns desses
empreendimentos:
TABELA 06: Atividades agropecuárias implantadas no meio rural no Estado do Paraná.
Nome
Município
Atividade
Data da
implantação
Número
de
Painéis
Geração
KW/ano
Payback
Diener
Santana
Cianorte
Avicultura
2020
280
144.000
7 anos
João
Neto
Tomazina
Bovinocultur
a
2019
90
27.000
4 anos
Lucas
Sirotti
Rancho
Alegre
Piscicultura
2020
1062
550.000
7 anos
Fonte: SENAR/FAEP (2021).
9.2 Atividades Comerciais/Industriais
TABELA 07: Atividade comercial e agroindustrial.
Nome
Município
Atividade
Data da
implantação
Número
de
Painéis
Geração
KW/ano
Payback
UG 1
Santa
Tereza
Comercial
2019
48
23.754
4 anos
UG 2
Cascavel
Agroindustrial
2019
100
43.537
4 anos
Fonte: Almeida (2020).
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9.3 Organizações Públicas/Privadas
TABELA 08: Organizações públicas/privadas no Estado do Paraná.
Nome
Município
Atividade
Data da
implantação
Número
de
Painéis
Geração
KW/ano
Payback
CTA -
SENAR
Assis
Chateaubriand
Ensino
2021
304
160.000
7 anos
Fonte: SENAR/FAEP (2021).
TABELA 08: Organizações públicas/privadas no Estado do Paraná.
Nome
Município
Atividade
Data da
implantação
Número
de
Painéis
Geração
KW/ano
Payback
CTA -
SENAR
Assis
Chateaubriand
Ensino
2021
304
160.000
7 anos
Fonte: SENAR/FAEP (2021).
No Estado do Paraná, nos últimos anos foram instalados diversas plantas
fotovoltaicas em diferentes atividades, a exemplo citadas nas Tabelas 06, 07 e
08. DE OLIVEIRA (2021), considera que o comissionamento das plantas estão
vinculados diretamente à produção de energia necessária para atender a
demanda dos empreendimentos e à obtenção de índices satisfatórios quanto a
viabilidade econômica.
9.4 Tipos de consumidores
Com base na resolução normativa Nº 418 de 23 de dezembro de 2010, a
ANEEL classificou as unidades consumidoras em dois subgrupos, da seguinte
forma:
Grupo A:
Unidades consumidoras com fornecimento em tensão igual ou superior a
2,3 kV, ou atendidas a partir de sistema subterrâneo de distribuição em tensão
secundária, caracterizado pela tarifa binômia e subdividido nos seguintes
subgrupos:
subgrupo A1 tensão de fornecimento igual ou superior a 230 kV;
subgrupo A2 tensão de fornecimento de 88 kV a 138 kV; subgrupo A3
tensão de fornecimento de 69 kV;
subgrupo A3a tensão de fornecimento de 30 kV a 44 kV; subgrupo A4
tensão de fornecimento de 2,3 kV a 25 kV; e
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
28
NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
subgrupo AS tensão de fornecimento inferior a 2,3 kV, a partir de
sistema subterrâneo de distribuição.
Grupo B:
Consumidores com fornecimento em tensão inferior a 2,3 kV. A tarifa
aplicada a este grupo é a monômia.
B-1
- Residencial;
B-1- Residencial
Baixa Renda; B-2 -
Rural;
B-2
- Cooperativa de
utilização rural; B-2 -
Serviço público de
irrigação;
B-3
- Demais classes;
B-4
- Iluminação Pública
9.5 Sistema de tarifação
Figura 05: Composição do valor final da energia elétrica.
Fonte: ANEEL, 2020
O sistema tarifaria consiste basicamente na cobrança da energia gerada,
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
29
Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
____________________________________________________________________________
do transporte de energia até as unidades consumidoras (transmissão e
distribuição) e dos encargos setoriais (Figura 05). Desta forma, o valor final da
energia elétrica é composto por: compra de energia, transmissão de energia e
encargos setoriais, distribuição da energia e por tributos como o ICMS e
PIS/COFINS.
A parcela A do gráfico acima compõe o custo da aquisição de energia,
custo com transporte de energia e encargos setoriais, enquanto que a parcela B
corresponde aos custos operacionais, cota de depreciação, remuneração do
investimento e outras receitas.
9.6 Classificação tarifária
A resolução normativa 418 de 23 de dezembro de 2010, da ANEEL
apresenta ainda a classificação tarifária que é adotada pela COPEL em suas
normativas e aplicadas nas respectivas contas de energia elétrica ao
consumidor, classificadas da seguinte forma:
Tarifa Horária Verde
Destinada aos consumidores com baixo fator de carga no horário de
ponta, com capacidade limitada de modulação neste mesmo horário. Composta
de: Demanda única, independente de posto horário; Consumo na ponta;
Consumo fora da ponta.
A tarifa Azul
A tarifa Azul é composta por tarifas diferenciadas, de acordo com as horas
de utilização do dia. Composta de: Demanda na ponta; Demanda fora da ponta;
Consumo na ponta; Consumo fora da ponta.
Tarifa Horária Branca
Destinada os consumidores atendidos em baixa tensão (127V, 220V,
380V ou 440V), exceto as unidades consumidoras da subclasse baixa renda da
classe residencial, do tipo iluminação pública ou as unidades consumidoras que
façam uso do sistema de pré-pagamento. A tarifa BRANCA é composta por
tarifas diferenciadas de consumo de energia elétrica, de acordo com as horas de
utilização do dia: Consumo na ponta; Consumo intermediário; Consumo fora da
ponta.
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
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NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
Tarifas de Energia TE
Tarifas referentes aos contratos de compra deenergia celebrados entre
consumidores do Grupo “A” e concessionária ou permissionária de serviço
público de distribuição e à parcela correspondente a energia elétrica da tarifa de
fornecimento dos consumidores do Grupo “B”. Contratos de compra de energia;
Custos da geração própria; Perdas técnicas.
TUSD Fio B
Corresponde ao custo do serviço prestado pela própria distribuidora,
formado pelo valor dos seguintes itens: Remuneração dos ativos de distribuição
de energia elétrica, calculados na revisão tarifária periódica; Quota de
reintegração dos ativos em decorrência da depreciação e Custo operacional
estabelecido na revisão tarifária periódica.
TUSD Fio A
Corresponde ao custo do uso das redes de transmissão: Custo relativo ao
pagamento da TUST rede básica; Custo relativo ao pagamento da TUST
fronteira; Custo com conexão às instalações da Rede Básica; Custo com uso da
rede de distribuição de outras concessionárias e Perdas elétricas na Rede
Básica (técnicas e não técnicas).
TUSD Encargos
Corresponde ao custo dos encargos vinculados ao serviço de distribuição:
Conta de Desenvolvimento Energético CDE; Encargos do Serviço do Sistema
ESS; Programa de incentivo ás Fontes Alternativas PROINFA; Taxa de
fiscalização dos Serviços de energia elétrica TFSEE; Pesquisa e
Desenvolvimento P & D e Eficiência Energética; Contribuição para o Operador
Nacional do Sistema Elétrico ONS.
10. Materiais e métodos
Realizou-se o estudo de um sistema de geração de energia fotovoltaica
instalado em uma residência na cidade de Toledo PR., e também em um
órgão público municipal localizado em Maripá PR., com a finalidade de
apresentar sua viabilidade econômica, estimativa do tempo para o payback,
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
31
Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
____________________________________________________________________________
bem como, o impacto ambiental através de sua utilização.
10.1 Materiais e métodos para o estudo do sistema fotovoltaico instalado
na residência
Selecionou-se para o estudo na residência, um sistema de geração
de energia solar fotovoltaico na cidade de Toledo PR., situada a 550 metros
de altitude e tem as seguintes coordenadas geográficas: Latitude: 24° 43’ 12”
Sul, Longitude: 53° 44’ 36 a oeste do meridiano de Greenwich, com uma
irradiação solar diária entre 6,3 e 3,0 kWh.
O sistema estudado encontra-se implantado na Rua Ângelo Giachini No
173, Jardim La Salle (Figura 05), instalado na data de 15 de junho de 2016,
com potência total de 5,69 kwp, fixado no telhado da residência, um conjunto
de 17 placas fotovoltaicas de 335 w cada.
FIGURA 05 - Sistema Fotovoltaico instalado em residência no município de Toledo/PR.
Para o estudo do sistema solar fotovoltaico instalado e em funcionamento
na residência, utilizou-se como materiais o projeto técnico elaborado
previamente pela empresa revendedora do sistema fotovoltaico da residência,
contas de luz de períodos anteriores e posteriores à instalação do sistema
fotovoltaico e planilhas de acompanhamento do payback. Utilizou-se também,
pesquisa de campo para conhecimento das instalações, mecanismos de
funcionamento do sistema fotovoltaico e pesquisa bibliográfica de artigos
científicos, manuais e legislações.
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
32
NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
10.2 Materiais e métodos para o estudo do sistema fotovoltaico instalado
na Prefeitura Municipal de Maripá - PR
O município de Maripá localizado na região Oeste do Estado do Paraná
instalou um sistema de micro geração de energia solar para reduzir as
despesas mensais na conta de energia elétrica da Prefeitura Municipal. Os
recursos utilizados pela instalação são originários de um prêmio estadual de
incentivo a ações sociais, com recursos da Itaipu Binacional, o qual o município
foi vencedor e o montante de R$ 200 mil reais, investido totalmente no sistema
de produção de energia solar para atender a demanda da Prefeitura (WESLY,
2021).
FIGURA 07 - Sistema Fotovoltaico instalado no Paço Municipal de Maripá/PR.
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Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
____________________________________________________________________________
A Figura 07 demonstra as placas solares do sistema fotovoltaico
instalado, servindo para dupla finalidade, a geração de energia solar e garagem
de veículos dos servidores e usuários da Prefeitura Municipal de Maripá.
Para a captação das informações específicas do sistema instalado na
Prefeitura de Maripá PR., se utilizou de pesquisas bibliográficas e pesquisas à
campo. Na pesquisa bibliográfica foram utilizados sites de buscas do Google
acadêmico para buscar trabalhos científicos, como teses de mestrados e
doutorados que tratam do tema objeto desse estudo.
Na pesquisa à campo, se utilizou de veículo automotor, computador,
impressora, como também, materiais físicos, bem como, de contato com
servidores da Prefeitura de Maripá para obter os dados técnicos das instalações
do sistema fotovoltaico.
Na Prefeitura Municipal de Maripá PR., foram coletados dados
anteriores à instalação, como contas de luz e demais informações sobre o custo
do sistema fotovoltaico implantado, como também faturas de luz, do período
posterior à implantação. Essas informações, tais como faturas de luz, projeto de
custos, planilhas, fotografias, projeto arquitetônico, foram utilizados para relatar
os procedimentos e tramitação que a municipalidade realizou para o
planejamento, execução e operação dos equipamentos instalados, conhecido
como Projeto Piloto.
O Projeto Piloto de Geração de Energia Fotovoltaica com Estrutura para
Estacionamento contempla: sistema fotovoltaico sob o estacionamento injetando
energia na rede da concessionária, estacionamento construído, acesso à rede
elétrica, sistema fotovoltaico instalado e sistema fotovoltaico homologado pela
concessionária.
11. Discussão e resultados
11.1 Discussão e resultados do estudo na residência
Aborda-se a seguir a discussão e os resultados do sistema fotovoltaico
instalado na residência, contemplando a composição dos equipamentos
utilizados, potência, geração elétrica, viabilidade econômica e o payback.
A Tabela 09 é um demonstrativo da composição dos equipamentos e
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
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NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
respectivos custos do sistema fotovoltaico implantado na residência na data de
junho de 2016. O sistema fotovoltaico implantado possui uma potência total de
5,69 kwp.
TABELA 09 Composição do sistema fotovoltaico com potência total de 5,60 kwp.
Gerador de 3,35 kwp cerâmico
1
15.087,00
Painel solar policristalino de 335 w
17
9.739,00
Inversor de 3 kw mono 220 v
1
6.756,00
Cabo 6 mm solar preto
m
25
625,00
Cabo 6 mm solar vermelho
m
25
732,00
Conetor MC4
par
1
220,00
String box CC de 1 saída
1
518,00
Estrutura fixação telhado cerâmico
1
4.323,00
Total em reais
R$ 38.000,00
O sistema fotovoltaico na época teve um custo total de R$ 38.000,00
incluindo sua instalação (mão de obra e equipamentos) conforme disposto na
Tabela 09.
A Ferramenta Interativa Web do Atlas de Energia Solar do Estado do
Paraná permite a visualização e o conhecimento das médias de irradiação e do
potencial fotovoltaico de todo o estado, por mesorregião e por município
(TIEPOLO, et. al., 2017). Com base nessa ferramenta, buscou-se através do
método analítico, o estudo dos dados do projeto técnico da residência em relação
aos dados da irradiação incidentes sobre o município de Toledo PR., para o
ano de 2020 (Tabela 10).
TABELA 10 Dados sobre a irradiação mensal no município de Toledo PR., no ano de 2020.
Fonte de
Dados de
Irradiação
Atlas
PR
Município
Toledo
Irradiação
Média
4768w
h/m2
Ano:
2020
Número
dias/ano:
366
Mês
Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Dez
Irrad
6292
5678
5193
4254
3329
2942
3182
4185
4384
5220
6064
6494
Dias
31
29
31
30
31
30
31
31
30
31
30
31
Fonte: Atlas de Energia Solar do Estado do Paraná, 2021.
A Tabela 10 apresenta a capacidade de irradiação mensal que incidiu
sobre a residência, com base técnica informado no Atlas Irradiação do Paraná,
no ano de 2020, sendo tal informação utilizada para a determinação do
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Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
____________________________________________________________________________
dimensionamento da necessidade de geração pretendida.
TABELA 11 Dados do projeto da base de geração solar fotovoltaica da residência
Ângulo
20˚
Azimute
Norte
Potência do módulo (Wp)
335
Superfície de instalação
telhado
Performance ratio
70,00%
Geração anual / Módulo (kWh)
473
Geração mensal / Módulo (kWh)
39
Quantidade de módulos
17
Potência Total (kWp)
4,69
Referenciado pela Tabela 10 de dados da irradiação solar do município
de Toledo, calculou-se através de planilhas, a quantidade de placas necessárias
e a potência Total em whp, conforme informações dispostas na Tabela 11.
Assim, o cálculo prévio da implantação em 2016 pela empresa de revenda de
sistemas fotovoltaicos em comparação com a irradiação solar no município de
Toledo no ano de 2020, obteve-se como resultado o mesmo número de módulos
fotovoltaicos para atender a potência instalada de 4,69 kwp.
TABELA 12 Dados sobre a geração mensal de energia e quantidade de energia
gerada por módulo, mensal, que incidiu sobre a residência, durante o ano de 2020.
G* = Geração mensal; Gm* = Geração por módulo.
Mês
Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Dez
G*
730
620
850
840
820
420
550
650
670
615
692
766
Gm*
53,0
43,2
43,7
34,7
28,0
23,7
26,8
35,2
35,7
43,9
49,4
54,7
Fonte: Autor, Planilha de cálculos excel, 2021.
A Tabela 12 apresenta os dados obtidos sobre a geração mensal de
energia e a quantidade de energia gerada por cada módulo durante no ano de
2020, na residência em estudo. Constata-se que geração média mensal está de
acordo com a expectativa de produção necessária para atender a demanda da
residência.
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
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NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
FIGURA 08 Dados sobre a geração de energia em kwh mensal na residência durante o
ano de 2020.
Na figura 08 é possível visualizar a geração de energia fotovoltaica,
produzidas em kWh, no ano de 2020 no sistema fotovoltaico da residência.
Destaca-se o mês de março como de maior produção e os meses de junho e
julho com o menor desempenho na geração de energia em kWh.
A Tabela 13 detalha o consumo de energia em kwh da residência no
período compreendido entre junho de 2014 à maio de 2016, com os respectivos
valores reais mensais pagos, período este, anterior a instalação do sistema
fotovoltaico.
TABELA 13 Histórico de consumo do período de 24 meses na residência. Anterior à
instalação do sistema fotovoltaico.
Mês
Kwh
Valor R$
jun/14
626
279,83
jul/14
601
269,94
ago/14
637
379,60
set/14
601
326,70
out/14
649
350,25
nov/14
828
438,09
dez/14
662
356,65
jan/15
878
478,76
fev/15
791
461,46
mar/15
717
485,69
abr/15
676
538,51
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37
Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
____________________________________________________________________________
mai/15
643
513,87
jun/15
556
442,01
jul/15
659
567,02
ago/15
483
430,84
set/15
533
465,29
out/15
497
431,44
nov/15
576
502,32
dez/15
660
581,15
jan/16
663
600,29
fev/16
613
555,42
mar/16
671
586,73
abr/16
776
653,66
mai/16
755
622,67
Média de Consumo
656
471,59
Observa-se que a média mensal de gasto em kwh foi de 656 kwh no
período de 24 meses anterior à implantação do sistema fotovoltaico. Em valores
reais a média paga no período foi de R$ 471,59.
A Tabela 14 detalha o consumo de energia em kwh da residência, no
período compreendido entre julho de 2016 à agosto de 2020, com os respectivos
valores reais mensais pagos, período este, posterior a instalação do sistema
fotovoltaico.
TABELA 14 Dados das faturas de energia em kwh no período posterior à implantação
do sistema fotovoltaico, período de julho/2016 à agosto/2020 na residência.
DADOS DA FATURA DE ENERGIA EM kWh
Consumo
Valor R$
Consumo
Valor R$
Julho/2016
566
294,64
Agosto/2018
525
124,82
Agosto/2016
502
192,26
Setembro/2018
514
169,02
Setembro/2016
587
209,78
Outubro/2018
499
170,18
Outubro/2016
441
176,86
Novembro/2018
448
164,82
Novembro/2016
487
166,47
Dezembro/2018
587
201,92
Dezembro/2016
434
157,60
Janeiro/2019
668
325,92
Janeiro/2017
497
166,18
Fevereiro/2019
640
327,27
Fevereiro/2017
460
159,81
Março/2019
481
203,08
Março/2017
652
201,30
Abril/2019
459
205,43
Abril/2017
449
160,78
Maio/2019
527
248,45
Maio/2017
482
164,52
Junho/2019
474
205,98
Junho/2017
604
197,24
Julho/2019
467
209,46
Julho/2017
581
189,51
Agosto/2019
476
179,47
Agosto/2017
587
198,96
Setembro/2019
465
169,81
Setembro/2017
465
176,16
Outubro/2019
559
247,15
Outubro/2017
408
165,53
Novembro/2019
552
268,48
Novembro/2017
390
165,94
Dezembro/2019
568
218,67
Dezembro/2017
489
185,43
Janeiro/2020
612
263,04
Janeiro/2018
849
251,47
Fevereiro/2020
555
225,34
Fevereiro/2018
125
98,89
Março/2020
525
171,91
Março/2018
545
188,42
Abril/2020
592
178,42
Abril/2018
503
180,88
Maio/2020
386
157,63
Maio/2018
495
180,75
Junho/2020
415
160,27
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
38
NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
Junho/2018
546
197,43
Julho/2020
424
160,73
Julho/2018
505
121,67
Agosto/2020
391
155,28
CONSUMO TOTAL (kWh):
25.458
MÉDIA CONSUMO (kWh):
509
CUSTO MÉDIO MENSAL (R$):
193,22
Fonte: Proprietário da residência, 2021.
Observa-se (Tabela 14) que a média mensal de gasto em kwh no período
de julho/2016 a agosto/2020, foi de 509 kwh e em valores reais a média paga no
período foi de R$ 193,22.
Comparando as Tabelas 13 e 14 verificou-se que em valores reais a
média paga no período anterior à implantação do sistema fotovoltaico era de R$
471,59 enquanto que, depois da implantação, o custo reduziu para R$ 193,22.
Verifica-se também, que o consumo médio em kwh, respectivamente, de 656
kwh reduziu para 509 kwh.
O sistema fotovoltaico implantado na residência possui uma capacidade
média de produção de energia mensal de 685,25 kwh perfazendo uma produção
anual de 8223 kwh (Figura 8).
TABELA 15 Dados das faturas de energia em kwh com valores de produção acumulada no
período posterior à implantação do sistema fotovoltaico, período de julho/2016 à agosto/2020 na
residência.
Mês
Consumo
medido
Valor pago
Produção
compensada
Valor
compensado
Produçãoa cumuladge
rador
jul/16
566
294,64
295
131,29
450
ago/16
502
192,26
402
169,42
1140
set/16
587
209,78
487
205,25
1800
out/16
441
176,86
341
143,72
2600
nov/16
487
166,47
387
165,72
3450
dez/16
434
157,60
334
143,53
4120
jan/17
497
166,18
397
167,31
4880
fev/17
460
159,81
360
151,72
5650
mar/17
652
201,30
552
237,47
6260
abr/17
449
160,78
349
147,50
6970
mai/17
482
164,52
382
158,93
7510
jun/17
604
197,24
504
218,98
7930
jul/17
581
189,51
481
211,76
8550
ago/17
587
198,96
487
226,40
9220
set/17
465
176,16
365
170,16
9910
out/17
408
165,53
308
143,85
10590
nov/17
390
165,94
290
139,72
11270
dez/17
489
185,43
389
187,44
11950
jan/18
849
251,47
749
343,45
12630
fev/18
125
98,89
25
11,01
13310
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mar/18
545
188,42
445
196,04
13990
abr/18
503
180,88
403
177,53
14660
mai/18
495
180,75
395
175,73
15280
jun/18
546
197,43
446
208,66
15910
jul/18
505
121,67
405
216,74
16460
ago/18
525
124,82
425
236,92
17160
set/18
514
169,02
414
230,77
17750
out/18
499
170,18
399
222,43
18320
nov/18
448
164,82
348
187,76
19050
dez/18
587
201,92
448
229,87
19800
jan/19
668
325,92
371
188,28
20450
fev/19
640
327,27
334
169,5
21160
mar/19
481
203,08
321
162,9
21790
abr/19
459
205,43
292
148,19
22390
mai/19
527
248,45
309
158,07
22950
jun/19
474
205,98
310
159,18
23500
jul/19
467
209,46
301
156,48
24070
ago/19
476
179,47
361
195,92
24710
set/19
465
169,81
365
199
25270
out/19
559
247,15
365
199,52
26010
nov/19
552
268,48
326
177,21
26610
dez/19
568
218,67
413
226,3
27350
jan/20
612
263,04
403
214
28080
fev/20
555
225,34
386
202,89
28700
mar/20
525
171,91
425
219,98
29550
abr/20
592
178,42
492
254,66
30390
mai/20
386
157,63
286
148,02
31210
jun/20
415
160,27
315
163,04
31630
jul/20
424
160,73
324
166,68
32180
ago/20
391
155,28
291
149,21
32830
TOTAL
25458
9.661,03
19.002
9.216,11
A Tabela 15 apresenta os dados de geração no período compreendido
entre 15 de junho de 2016 e 12 de agosto de 2020, correspondente a 50 meses,
denotando a produção total do período em 32.830 kwh. Cabe ressaltar que foi
utilizado diretamente na residência, sem injeção na rede da concessionária o
montante de 6.456 kwh.
A energia injetada na rede da concessionária no período foi de 26.374
kwh (energia total gerada energia consumida diretamente na residência sem
injeção na rede), ou seja, 32.830 kwh 6.456 kwh = 26.374 kwh. O consumo
total gasto na residência no período foi de 25.458 kwh, sendo compensado
19.002 kwh e a energia excedente injetada na rede da concessionária como
crédito para utilização futura (próximos 5 anos) foi de 7.372 kwh.
11.1.1 Payback do Sistema fotovoltaico instalado na residência
O Payback no sistema fotovoltaico consiste de uma forma de mensurar o
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
40
NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
tempo para o retorno do investimento inicial empregado, onde esse indicador
aponta a viabilidade econômica do investimento realizado. No cálculo para o
sistema fotovoltaico é feito o abatimento mensal e/ou anual da economia
projetando uma expectativa de liquidação do valor investido e a rentabilidade
futura (BARBOSA, 2021).
TABELA 16: Estimativa do Payback na residência.
ANO
Investido
Valor
compensado
2016
-38.000,00
958,93
2017
-37.041,07
2.161,24
2018
-34.879,83
2.436,91
2019
-32.442,92
2.140,55
2020
-30.302,37
2.211,86
2021
-28.090,51
2.399,88
2022
-25.690,63
2.603,86
2023
-23.086,77
2.825,19
2024
-20.261,58
3065,33
2025
-17.196,24
3.325,89
2026
-13.870,36
3.608,59
2027
-10.261,77
3.915,32
2028
-6.346,45
4.248,12
2029
-2.098,33
4.609,21
2030
2.510,88
Utilizando-se o valor compensado (Tabela 15), realizou-se os cálculos
para a estimativa do payback (Tabela 16) onde projeta-se o tempo necessário
para o retorno do investimento realizado pelo proprietário da residência, para o
seu sistema fotovoltaico implantado no ano de 2016. Observa-se que o tempo
para seu investimento “se pagar” levará em torno de 15 anos, ocorrendo o
payback no ano de 2030.
TABELA 17: Planilha da Rentabilidade do sistema no período de 25 anos.
ANO
Investido/rentabilidade
Economia
2016
-38.000,00
958,93
2017
-37.041,07
2.161,24
2018
-34.879,83
2.436,91
2019
-32.442,92
2.140,55
2020
-30.302,37
2.211,86
2021
-28.090,51
2.399,88
2022
-25.690,63
2.603,86
2023
-23.086,77
2.825,19
2024
-20.261,58
3065,33
2025
-17.196,24
3.325,89
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
41
Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
____________________________________________________________________________
2026
-13.870,36
3.608,59
2027
-10.261,77
3.915,32
2028
-6.346,45
4.248,12
2029
-2.098,33
4.609,21
2030
2.510,88
5.000,99
2031
7.511,87
5.426,08
2032
12937,95
5.887,29
2033
18825,24
6.387,71
2034
25.212,95
6.930,67
2035
32.143,62
7.519,78
2036
39.663,40
8.158,96
2037
47.822,35
8.852,47
2038
56.674,82
9.604,93
2039
66.279,75
10.421,35
2040
76.701,10
A Tabela 17 apresenta o valor investido, a economia no período e a
rentabilidade. O payback para o sistema implantado no ano de 2016 na
residência se dará no ano de 2030. Considerando a garantia do sistema e sua
vida útil de 25 anos, a rentabilidade prevista para o ano de 2040 será em torno
de R$ 76.701,10.
FIGURA 09 Análise comparativa de investimento em poupança para a residência.
Fonte: Simulador banco central, calculadora cidadão, 2021.
Na Figura 09, simulou-se o valor investido na aquisição e implantação do
sistema fotovoltaico no ano de 2016 na residência, através do Simulador do
Banco Central, com a taxa de juros média de 0,364% ao mês, para o período de
25 anos, sendo obtido o montante de R$ 113.024,38.
Por fim, conclui-se nesse caso específico dessa residência, que o sistema
fotovoltaico implantado pagar-se-á em 14 anos e terá uma rentabilidade nos 11
anos subsequentes, de um total de R$ 76.701,10, enquanto que, caso o
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
42
NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
proprietário da residência, tivesse optado em aplicação financeira do montante
investido na data de 2016, teria uma rentabilidade no período de 25 anos de
aproximadamente R$ 113.024,38 denotando dessa forma a aplicação financeira
seria mais vantajosa que a implantação do sistema fotovoltaico.
11.2 Discussão e resultados do estudo na Prefeitura Municipal de
Maripá - PR
Detalha-se a seguir a discussão e os resultados, com o passo a passo,
desde o inicio da implantação do sistema fotovoltaico até a operação dos
equipamentos, demonstrando o processo licitatório, contratação e execução dos
projetos, análise entre o payback do sistema instalado e outros índices
econômicos da viabilidade econômica.
11.2.1 Do processo licitatório
No processo licitatório de instalação do sistema fotovoltaico foram
selecionadas 04 (quatro) empresas (Tabela 18), as quais apresentaram os
seguintes valores em seus respectivos orçamentos:
TABELA 18 Relação de empresas que participaram do processo licitatório.
EMPRESAS
RAZÃO SOCIAL
VALOR
EMPRESA 01
DUOSOLAR ENERGIAS RENOVÁVEIS LTDA
R$ 188.941,07
EMPRESA 02
ENGENHARIA SOFT SOLAR LTDA
R$ 198.200,00
EMPRESA 03
BSE ENERGIAS RENOVÁVEIS
R$ 156.627,00
EMPRESA 04
3G ENERGY BRASIL ECO SOLUTION
R$ 199.258,00
Fonte: Município de Maripá, 2021.
A empresa vencedora da licitação foi a DUOSOLAR ENERGIAS
RENOVÁVEIS LTDA, em razão das normas do sistema licitatório, levando em
conta aspectos técnicos e o preço.
O objeto foi licitado em um processo licitatório. A ITAIPU efetuou o
repasse de R$ 200.000,00 (duzentos mil reais) para o objeto. Como o valor total
do processo licitatório resultou em valor superior à R$ 200.000,00 (duzentos mil
reais), o município arcou com a diferença, com o limite de R$ 40.000,00
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
43
Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
____________________________________________________________________________
(quarenta mil reais).
Os custos adicionais referem-se as demais obras de adequação do
estacionamento como calçadas, meios fios, acesso etc.
A Tabela 19 demonstra a quantidade de itens utilizados com o preço
unitário e quantidade orçada de cada item com preço unitário e total.
TABELA 19 Composição dos custos da implantação do sistema fotovoltaico no Paço
Municipal.
PREÇO PROPOSTO
Item
DISCRIMINAÇÃO
UNID.
QUANT.
PU C/
BDI
TOTAL
PESO
SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO 54,00 KWp EM
ESTRUTURA MISTA (CONCRETO E METÁLICA) DE
ESTACIONAMENTO (45,00 X 6,00 M) - PAÇO MUNICIPAL
SEDE
1
SERVIÇOS PRELIMINARES
1.1
PLACA DE OBRA COM DIMENSÕES
200X100CM EM CHAPA METÁLICA COM
ADESIVO INFORMATIVO
2,00
351,55
703,10
1.2
LOCAÇÃO DA OBRA, LOCAÇÃO CONVENCIONAL
DE OBRA, ATRAVÉS DE
GABARITO DE TABUAS CORRIDAS
PONTALETADAS, COM REAPROVEITAMENTO
m
102,00
13,43
1.369,86
ITEM 1 COM BDI 25%
2.072,96
1,11%
2
INFRAESTRUTURA
2.1
ESCAVAÇÃO MECÂNICA DE ESTACA, COM
ATÉ 60CM DE DIÂMETRO, ATÉ 2 M DE
PROFUNDIDADE
m
34,20
18,96
648,43
2.2
CONCRETO FCK = 20MPA, TRAÇO 1:2,7:3
(CIMENTO/ AREIA MÉDIA/ BRITA 1) -
PREPARO MECÂNICO COM BETONEIRA 400 L
7,92
285,19
2.258,70
ITEM 2 COM BDI 25%
2.907,13
1,54%
3
SUPRAESTRUTURA E ESTRUTURA METÁLICA
3.1
PILAR PRÉ-FABRICADO EM CONCRETO
ARMADO, DIMENSÕES MÍNIMAS DE 20X25 CM,
ALTURA LIVRE 240 CM, INSTALADO, EXCLUINDO
ESCAVAÇÃO E FUNDAÇÃO
ud
18,00
461,36
8.304,48
3.2
ESTRUTURA METÁLICA PARA COBERTURA
(270,00 m²), CONTENDO TESOURA (PERFIL U
100X40 #11), TRELIÇAS (PERFIL U 100X40 #11),
TERÇAS (PERFIL U 100X40 #11),
CONTRAVENTAMENTO (AÇO MECÂNICO 3/8).
PINTURA DE FUNDO ANTICORROSIVO E 02
DEMÃOS DE ESMALTE SINTÉTICO
ud
1,00
18.841,50
18.841,50
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
44
NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
ITEM 3 COM BDI 25%
27.145,98
14,36%
4
SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA
SOLAR FOTOVOLTAICO 54,00 KWp (ON-
GRID):
4.1
SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA SOLAR
FOTOVOLTAICO, COM POTÊNCIA INSTALADA DE
NO MÍNIMO 54,00 KWp, COMPOSTO POR 135
PLACAS FOTOVOLTAICAS DE 400 W, INSTALADO
EM ESTRUTURA DE ESTACIONAMENTO;
INVERSOR SOLAR 50,0/70,0 KW, TRIFÁSICO 380
COM CAIXA DE JUNÇÃO - STRING BOX (QUADROS
DE PROTEÇÃO CA), HOMOLOGADO PELA COPEL,
COM MONITORAMENTO WI-FI; CABO SOLAR 1,8
KVCC FLEX. 6,0 MM² (VERMELHO E PRETO)
CLASSE 5 NBR NM 280; CONECTORES
ELÉTRICOS (MACHO E FÊMEA) 54A 4,0-6,0 MM²
1500 VCC PV-PLUG; TRANSFORMADOR
REBAIXADOR 75 KVA 380/220 VCA C/ CAIXA IP-23;
MONITORAMENTO P/ INVERSOR 12/36/60 KW;
PROJETO E DOCUMENTAÇÃO DO SISTEMA PARA
LIBERAÇÃO DA INSTALAÇÃO E HOMOLOGAÇÃO
DO ACESSO A REDE DA CONCESSIONÁRIA DE
ENREGIA LOCAL; ATERRAMENTO ADEQUADO
CONFORME NORMAS VIGENTES; SE
NECESSÁRIO, DEVERÃO SER FEITAS TODAS AS
ADEQUAÇÕES AO PADRÃO DE ENTRADA DE
ENERGIA
ud
1,00
156.420,00
156.420,00
ITEM 4 COM BDI 25%
156.420,00
82,78%
5
SERVIÇOS FINAIS
5.1
LIMPEZA GERAL E FINAL DA OBRA
ud
1,00
395,00
395,00
ITEM 5 COM BDI 25%
395,00
0,21%
TOTAL
188.941,07
100,00%
Fonte: Município de Maripá, 2021.
Na Tabela 19 relata a somatória dos valores dos itens na composição total
dos custos para a implantação do sistema, bem como o valor da mão de obra
necessária. Resultando o total de R$ 188.941,07 como orçamento aprovado.
11.2.2 Etapas da execução
O sistema contou com as seguintes etapas da execução (Tabela 16):
a)
Elaboração de Projetos Técnicos e Especificações Técnicas dos
Serviços, com emissão de ARTs;
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
45
Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
____________________________________________________________________________
b)
Autorização Ambiental ou Licenciamento Ambiental, quando
aplicável;
c)
Definição do local a ser construído o estacionamento com sistema
fotovoltaico;
d)
Licitação dos Serviços em conformidade com a lei 8666/93;
e)
Implantação do sistema de geração de energia com painéis
fotovoltaicos com estrutura para estacionamento:
ETAPA 1 - Construção do estacionamento;
ETAPA 2 - Instalação do sistema fotovoltaico e homologação pela
concessionária.
TABELA 20 Cronograma físico da implantação do sistema fotovoltaico no Paço Municipal de
Maripá PR.
Meses/2020
Etapas da Execução
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
Elaboração de Projetos e Especificações
Técnicas
x
x
x
x
Autorização Ambiental ou Licenciamento
Ambiental
x
x
x
x
Definição do Local
x
x
x
x
x
Licitação dos Serviços
x
x
x
x
x
x
Construção do estacionamento e
instalação do sistema fotovoltaico
x
x
x
x
x
x
Estacionamento construído
x
x
x
Sistema fotovoltaico instalado e
homologado pela concessionária
x
x
x
Fonte: Município de Maripá, 2021.
11.2.3 Execução do sistema solar fotovoltaico no paço municipal
O Sistema Solar Fotovoltaico de 54,00 Kwp implantado, foi constituído de
Estrutura Mista (Concreto e Metálica) de Estacionamento (45,00 X 6,00 M) no
Paço Municipal do município de Maripá, sendo uma área coberta, aberta, com
estrutura em concreto armado pré-fabricada, e cobertura metálica, com área de
270,00 m², localizado na Rua Luiz de Camões, 437, na sede do município de
Maripá.
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
46
NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
11.2.4 Infraestrutura
A locação da edificação e as fundações foram iniciadas após limpeza do
local, sendo executadas por profissionais habilitados, atentando para o esquadro
geral da edificação e alinhamento deste com as divisas, respeitando os recuos
especificados nos projetos.
As fundações foram executadas pela Empresa fornecedora da Estrutura
Pré- fabricada, condizentes com o tipo e forma das fundações características
para este tipo de empreendimento, a quem coube zelar pela boa execução das
mesmas e adotar critérios de segurança e solidez especificados em normas.
A concretagem da fundação, executada “in loco” foram precedidas de
especiais cuidados quanto às condições dos furos, presença de água,
resistência do concreto e instalação das armaduras.
11.2.5 Supraestrutura e estrutura metálica
A supraestrutura é constituída por pórticos alinhados, compostos por
pilares pré- fabricados de concreto armado fixados ao solo e uma tesoura
metálica perfilada, fixada na parte superior das colunas.
A estrutura com dimensões de 45,00 x 6,00 m. O conjunto foi solidarizado
por parafusos e chapas metálicas e teve sua rigidez garantida por tirantes de
aço.
Para concretagem das peças, o concreto utilizado foi o mais uniforme
possível e teve uma resistência mínima igual a 20 MPA.
A estrutura que suporta a cobertura e oitões laterais é composta por
tesouras executadas em perfis de aço conforme projeto geométrico fornecido
e dimensionadas estruturalmente para suportar as cargas de trabalho conforme
padrão da Empresa Contratada, com responsabilidade total da mesma sobre a
solidez do conjunto.
A altura da estrutura permite o estacionamento de veículos como vans
e camionetes.
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
47
Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
____________________________________________________________________________
11.2.6 Sistema de geração de energia solar fotovoltaica (ON-GRID)
instalado no Paço Municipal de Maripá PR
TABELA 21 Componentes do sistema fotovoltaico instalado no paço municipal.
O sistema tem a potência instalada de 54,00 KWp e é composto por:
- 135 placas fotovoltaicas policristalinas de 400 W, instaladas na estrutura do
estacionamento, J-Box: IP68, garantia de 25 anos com produtividade de 80% da capacidade.
Certificação IEC 61215 e Inmetro;
- 01 inversor com potência de 50,0/70,0 kw, com caixa de junção com quadros de proteção CA,
homologado pela Copel e certificados previstos: ABNT NBR 16149,
ABNT NBR IEC 62116;
- 01 transformador rebaixador 75 KVA 380/220 VCA com caixa IP-23;
- 01 sistema de monitoramento;
- Sistema de aterramento adequado, conforme normas vigentes.
- Cabos e conectores necessários para a instalação e em conformidade com a
NBR 5410/2008 (Instalações Elétricas de Baixa Tensão).
Fonte: Município de Maripá, 2021.
Todos os equipamentos foram instalados e montados juntamente com a
estrutura do estacionamento.
O projeto foi conectado ao sistema da Concessionária de Energia do local
da instalação (Copel), seguindo o conceito de Microgeração Distribuída,
conforme resolução da ANEEL 482/2012 (Alteração RN-687/2015).
Os materiais de composição do sistema são equipamentos certificados
pelo Inmetro, com “Classificação A” e homologados pela Concessionária de
Energia.
O sistema de monitoramento é compatível com os inversores, que captura
e armazena as informações da planta fotovoltaica e automaticamente transmite
para o servidor via internet, sendo possível visualizar os resultados no
computador, notebook ou celular.
Garantias:
-
25 anos de produção de energia;
-
10 anos contra defeito de fabricação nos módulos fotovoltaicos;
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
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NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
FIGURA 10 - Sistema de controle de geração de energia instalado.
Fonte: Cedida pelo Município de Maripá PR.
Para o cálculo da potência de pico dos painéis fotovoltaicos, pode-
se utilizar a equação abaixo:
Onde:
PFV: Potência do Sistema
[kWp] E: Média do consumo
diário [kWh]
HSPMA: Média diária das HSP incidente no painel FV
O cálculo da potência de pico dos painéis fotovoltaicos, deve-se levar em
consideração o consumo de pelo menos um ano.
A partir dos dados dispostos na Planilha de dimensionamento abaixo, com
dados referente ao consumo de energia do Paço Municipal no ano de 2020, é
possível determinar a necessidade para implantação do sistema fotovoltaico.
De acordo com os dados das faturas de consumo de energia mensal
(Tabela 22), o consumo mensal em kwh no Paço Municipal de Maripá foi de 4898
kwh. Visando um aumento futuro de 20% no consumo mensal, a municipalidade
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
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Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
____________________________________________________________________________
optou por implantar um sistema com capacidade de geração de até 6000 kwh.
TABELA 22 Dados da fatura de energia em kwh no ano de 2020 do Paço Municipal.
Janeiro
5233
Julho
4564
Fevereiro
6942
Agosto
4681
Março
7650
Setembro
4507
Abril
7835
Outubro
4035
Maio
4572
Novembro
3332
Junho
1732
Dezembro
3691
CONSUMO ANUAL TOTAL (kWh): 58.774
MÉDIA CONSUMO ANUAL (kWh): 4.898
TENSÃO DA REDE: 127/220 V FASES: 3
TAXA MÍNIMA (kWh) 100
Fonte: Município de Maripá, 2021.
A Tabela 23 apresenta os dados técnicos dos componentes do sistema
fotovoltaico do Paço Municipal, utilizados para o dimensionamento da
necessidade de geração pretendida.
TABELA 23 Dados da base de geração solar fotovoltaica do Paço Municipal.
Ângulo
20˚
Azimute
Norte
Potência do módulo (Wp)
400
Superfície de instalação
solo
Performance ratio
78,00%
Geração anual / Módulo (kWh)
513
Geração mensal / Módulo (kWh)
43
Quantidade de módulos
135
Potência Total (kWp)
54,0
Fonte: Município de Maripá, 2021
A Tabela 24 apresenta a capacidade de irradiação mensal no município
de MaripáPR., com base técnica informado no Atlas Irradiação do Paraná, no
ano de 2020, informação esta, que pode ser utilizada para a determinação do
dimensionamento da necessidade de geração pretendida.
TABELA 24 Dados sobre a irradiação mensal no município de Maripá PR., no ano de 2020.
Fonte de
Dados de
Irradiação
Atlas
PR
Município
Maripá
Irradiação
Média
4813
wh/m2
Ano:
2020
Número
dias/ano:
366
Mês
Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Dez
Irrad
6286
5649
5237
4358
3423
3008
3221
4213
4459
5281
6115
6506
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
50
NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
Dias
31
29
31
30
31
30
31
31
30
31
30
31
Fonte: Atlas de Energia Solar do Estado do Paraná, 2021
A Tabela 25 apresenta a geração mensal do sistema fotovoltaico, o
qual totalizou um montante de 57963 kw durante o ano de 2020 e informa
também a geração média por módulo fotovoltaico mensalmente.
TABELA 25 Dados sobre a geração total de energia e quantidade de energia gerada por
módulo, durante o ano de 2020. G* = Geração mensal; Gm* = Geração por módulo
Mês
Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Dez
G*
6413
5392
5343
4303
3492
2970
3286
4298
4402
5388
6038
6638
Gm*
61,6
51,8
51,3
41,3
33,5
28,6
31,6
41,3
42,3
51,8
58,0
63,8
Fonte: Autor, Planilha de cálculos excel, 2021.
FIGURA 11 Geração de energia em kwh mensal, no município de Maripá PR., durante o
ano de 2020.
Na Figura 11 é possível visualizar a geração de energia fotovoltaica,
produzidas em kWh, no ano de 2020 no Paço Municipal de Maripá PR.
Destaca-se os meses de dezembro e janeiro como de maior produção e os
meses de junho e julho com o menor desempenho na geração de energia em
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
51
Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
____________________________________________________________________________
kWh.
11.2.7 Payback do sistema fotovoltaico instalado no Paço Municipal
Nas Tabelas 26 à 31 estão demonstrados o consumo de energia do Paço
Municipal de Maripá PR., com detalhamento de consumos mensais em kWh e
os respectivos valores pagos, anterior à instalação do sistema fotovoltaico,
durante o uso do sistema e o cálculo do payback comparativamente.
TABELA 26 Histórico de consumo dos últimos 12 meses no Paço Municipal de Maripá
PR., anterior à instalação do sistema fotovoltaico.
Mês
Kwh
Valor R$
12/2019
7642
6404,78
01/2020
5233
4265,62
02/2020
6942
5632,96
03/2020
7650
5087,14
04/2020
7835
6223,34
05/2020
4572
3619,11
06/2020
1732
1366,59
07/2020
4564
3567,66
08/2020
4681
3530,68
09/2020
4507
3313,33
10/2020
4035
2077,14
11/2020
3332
1943,36
Média de Consumo
5227
3919,30
Fonte: Município de Maripá, 2021.
TABELA 27 Histórico do consumo no período de 09 (nove) meses no Paço Municipal de
Maripá PR., após a instalação do sistema fotovoltaico.
Mês
Kwh
Valor R$
12/2020
3691
447,14
01/2021
3144
394,75
02/2021
2785
353,50
03/2021
3161
391,61
04/2021
3904
467,33
05/2021
2450
319,53
06/2021
2215
298,99
07/2021
2388
335,50
08/2021
2144
332,76
Média de Consumo
2875
371,23
Fonte: Município de Maripá, 2021.
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
52
NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
TABELA 28 Fatura referente ao mês 12/2020 do Paço municipal de Maripá PR.
Fonte: Município de Maripá, 2021.
TABELA 29 Fatura referente ao mês 08/2021 do Paço municipal de Maripá PR.
Fonte: Município de Maripá, 2021.
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
53
Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
____________________________________________________________________________
TABELA 30 - Demonstrativo de despesas nos 09 (nove) meses subsequentes à
implantação do sistema fotovoltaico versus economia no mesmo período com a utilização do
sistema.
Mês
Consumo kwh
Valor com
sistema em R$
Valor sem
sistema em R$
Economia R$
dez/20
3691
447,14
2768,25
2321,11
jan/21
3144
394,75
2358
1963,25
fev/21
2785
353,5
2088,75
1735,25
mar/21
3161
391,61
2370,75
1979,14
abr/21
3904
467,33
2928
2460,67
mai/21
2450
319,53
1837,5
1517,97
jun/21
2215
298,99
1661,25
1362,26
jul/21
2388
335,5
1791
1455,5
ago/21
2144
332,76
1608
1275,24
3341,11
19411,50
16070,39
Fonte: Município de Maripá, 2021
TABELA 31 - Estimativa de economia para os 12 (doze) meses subsequentes à implantação
do sistema fotovoltaico versus economia no mesmo período com a utilização do sistema.
Mês
Consumo kwh
Valor com
sistema em R$
Valor sem
sistema em R$
Economia R$
jan/21
3144
394,75
2358
1.963,25
fev/21
2785
353,50
2088,75
1.735,25
mar/21
3161
391,61
2370,75
1.979,14
abr/21
3904
467,33
2928
2.460,67
mai/21
2450
319,53
1837,5
1.517,97
jun/21
2215
298,99
1661,25
1.362,26
jul/21
2388
335,50
1791
1.455,50
ago/21
2144
332,76
1608
1.275,24
set/21
2875
446,22
2156,25
1.710,03
out/21
2875
446,22
2156,25
1.710,03
nov/21
2875
446,22
2156,25
1.710,03
dez/21
2875
446,22
2156,25
1.710,03
4678,83
25268,25
20589,42
TABELA 32 - Estimativa de produção e consumo de energia no ano de 2020.
MESES ANO 2020
PRODUZIDO
CONSUMIDO
Janeiro
7832,3
3144
Fevereiro
6584,5
2785
Março
6525,2
3161
Abril
5254,9
3904
Maio
4265,0
2450
Junho
3627,0
2215
Julho
4013,3
2388
Agosto
5249,3
2144
Setembro
5376,6
2875
Outubro
6580,1
2875
Novembro
7373,4
2875
Dezembro
8106,4
2875
TOTAL
70788,1
kwh
33691 kwh
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
54
NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
Na Tabela 32, demonstra que o sistema fotovoltaico implantado de 54
KWP possui uma capacidade de geração de 70188,10 kwh, porém com a
redução de consumo utilizou 33691 kwh, sendo o excedente injetado na rede de
energia elétrica da COPEL, para compensação nos 05 (cinco) anos
subsequentes.
Na Tabela 33, projetou-se o tempo necessário para o retorno do
investimento realizado no Paço Municipal de Maripá, para o seu sistema
fotovoltaico implantado no mês de dezembro de 2020.
TABELA 33 - Estimativa do Payback do sistema fotovoltaico do paço municipal baseada na
Taxa SELIC de 8,5% ano.
ANO
Investido
Economia
2021
-188.941,07
20.589,42
2022
-168.351,65
22.288,05
2023
-146.063,60
24.126,81
2024
-121.936,79
28.271,94
2025
-93.664,85
30.604,37
2026
-63.060,48
33.129,23
2027
-27.198,09
35.862,39
2028
8.664,30
Observa-se na Tabela 34, que o tempo para o investimento “se pagar” levará em torno de 7
anos.
ANOS
Rentabilidade
Economia
2021
-188.941,07
20.589,42
2022
-168.351,65
22.288,05
2023
-146.063,60
24.126,81
2024
-121.936,79
28.271,94
2025
-93.664,85
30.604,37
2026
-63.060,48
33.129,23
2027
-27.198,09
35.862,39
2028
8.664,30
38.821,04
2029
47.485,34
42.023,77
2030
89.509,11
45.490,73
2031
134.999,84
49.243,71
2032
184.243,55
53.306,31
2033
237.549,86
57.704,08
2034
295.253,94
62.464,67
2035
357.718,61
67.618,00
2036
425.336,61
73.196,48
2037
498.533,09
79.235,19
2038
577.768,28
85.772,09
2039
663.540,37
92.848,29
2040
756.388,66
100.508,27
2041
856.896,93
108.800,20
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
55
Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
____________________________________________________________________________
2042
974.673,15
117.776,22
2043
1.092.449,37
127.492,76
2044
1.219.942,13
138.010,91
2045
1.357.953,04
Considerando que, basicamente todos os sistemas de geração
fotovoltaicas possuem uma vida útil e também uma garantia de 25 anos, a
(Tabela 34), demonstra o cálculo projetando a expectativa de liquidação do
valor investido e a rentabilidade futura, que no ano que expira a garantia do
sistema, no ano de 2045, haverá um ganho estimado em torno de R$
1.357.953,04.
FIGURA 12 Análise comparativa de investimento em poupança para o Paço Municipal.
Fonte: Simulador banco central, calculadora cidadão, 2021.
Na Figura 12, simulou-se o valor investido na aquisição e implantação do
sistema fotovoltaico no mês de dezembro de 2020 no Paço Municipal de Maripá,
através do Simulador do Banco Central, com a taxa de juros média de 0,364%
ao mês, para o período de 25 anos, sendo obtido o montante de R$ 594.865,15.
12. Estudo do impacto ambiental com a utilização de sistemas
fotovoltaicos
Em relação aos impactos ambientais ocasionados na geração de energia
elétrica, nessa pesquisa, aborda-se especificamente os impactos ocasionados
pela utilização de sistemas fotovoltaicos na residência e paço municipal objeto
do estudo.
OLIVEIRA (2017), em dissertação de mestrado com o tema Avaliação de
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
56
NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
Impactos Ambientais do Módulo Fotovoltaico descreve que um dos principais
impactos ambientais decorre da manufatura dos componentes dos módulos
fotovoltaicos, devido sua constituição de vidro e alumínio.
No relatório de estudo de análise dos impactos ambientais na produção
de energia realizado por INATOMI, et. al., (2005), o mesmo aponta que vem
sendo discutido mundialmente a conscientização da gravidade dos impactos
gerados para a produção de energia. Destaca ainda, que na ocasião da
Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e o Desenvolvimento,
com a criação do Protocolo de Kyoto foram estabelecidas medidas para a
redução das concentrações de emissões de gases de efeito estufa pelos países
signatários, buscando a sustentabilidade e inserção de novas fontes de energia
renováveis buscando minimizar os impactos ao meio ambiente.
Os impactos ambientais conhecidos como ações antropogênicas em se
tratando da produção de energia, interferem consideravelmente no
desenvolvimento sustentável, sendo necessário seu entendimento para a
implementação de projetos de produção com cunho sustentável (INATOMI, et.
Al., 2005).
É notório a existência de diversas fontes que podem ser usadas para a
produção de energia elétrica, das quais podemos citar: energia hidráulica,
energia do petróleo, do carvão, biomassa, termelétrica, eólica, energia solar
entre outras, das quais cada sistema de produção de energia causam efeitos
positivos e/ou negativos ao meio ambiente. A dimensão dos impactos depende,
entre vários fatores, da localização do empreendimento, do porte, entre outros
que poderão ser minimizados com medidas mitigatórias e compensatórias.
CAMPOS (2017), explica que para a realização do cálculo de emissão de
CO2 evitadas, através da utilização de sistemas fotovoltaicos, deve-se levar em
conta a utilização do fator de emissão de CO2, que é calculado a partir dos
registros de geração das usinas despachadas centralizadamente pelo Operador
Nacional do Sistema Elétrico (ONS) e do Sistema Interligado Nacional (SIN),
referenciada no método reconhecido em projetos de Mecanismo de
Desenvolvimento Limpo (MDL). A metodologia relaciona a congruência do fator
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
57
Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
____________________________________________________________________________
de emissão da margem de operação, o qual quantifica as emissões associadas
à energia despachada no SIN, e também do fator da margem de construção,
relacionando as emissões associadas às novas usinas implantadas.
TABELA 35: Dados fornecidos pelo Ministério da Ciência Tecnologia e Inovação, 2021.
Fator Médio Anual (tCO2/MWh)
2016
0,0817
2017
0,0927
2018
0,0740
2019
0,0750
2020
0,0617
Os países signatários do Protocolo de Quioto (UNFCC, 2016),
comprometeram-se a reduzir a emissão de gases de efeito estufa, com ações
que estão previstas nos projetos de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo
(MDL), que dentre os quais encontra- se o cálculo para quantificação das
emissões (CO2).
Neste trabalho, calculou-se a quantidade de emissões evitadas através
da utilização do sistema fotovoltaico, na residência e no Paço Municipal, através
da equação abaixo, adaptada por Sanquetta (2017).
Sendo:
ECO2 = emissões anuais de dióxido de carbono evitadas (tCO2);
E =
energia gerada durante o ano (GWh.ano-1);
Fe = fator de emissão (tCO2) da energia elétrica do Sistema Interligado
Nacional - SIN.
Para realizar a comparação do resultado das Emissões de CO2 evitadas
nos
sistemas fotovoltaicos, selecionados alguns artigos de outros autores que
tratam do tema, e calculou-se a média ponderada, conforme a Tabela 36.
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
58
NORMATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO E
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA EM RESIDÊNCIA E ÓRGÃO PÚBLICO
MUNICIPAL
TABELA 36: Média de neutralização de tCO2/árvore.
Autor
Bioma
Neutralização
tCO2/árvore
DOS SANTOS, et al., 2015
Mata Atlântica
0,15
OLIVEIRA, et al. (2013)
Mata Atlântica
0,13
FALCHETTI, et al. (2014)
Mata Atlântica
0,16
Média de tCO2/árvore
0,14
A Tabela 37 apresenta o cálculo da quantidade de emissões evitadas
através da utilização do sistema fotovoltaico na residência.
TABELA 37: Emissões de CO2 evitadas nos sistemas fotovoltaicos na residência.
Ano
Fator médio de Emissão Anual
(tCO2/MWh)
Energia Gerada
(mwh/ano)
Emissões
(tCO2/ano)
2016
0,0817
3,311
0,270
2017
0,0927
7,889
0,731
2018
0,0740
8,016
0,593
2019
0,0750
7,908
0,593
2020
0,0617
8,223
0,507
Total
35,347
2,694
Somando-se as emissões de CO2 evitadas na residência no período
compreendido entre jun/2016 a dezembro de 2020, correspondente a 2,694
tCO2, e utilizando a dia ponderada da Tabela 36, temos que a unidade
fotovoltaica equivale a 19 árvores para compensação nesse período. Levando-
se em consideração a vida útil do sistema fotovoltaico em 25 anos, soma-se o
equivalente a 106 árvores compensados.
A Tabela 38 apresenta o cálculo da quantidade de emissões evitadas
através da utilização do sistema fotovoltaico no Paço Municipal.
TABELA 38: Emissões de CO2 evitadas nos sistemas fotovoltaicos no Paço Municipal
Ano
Fator médio de Emissão Anual
(tCO2/MWh)
Energia Gerada
(mwh/ano)
Emissões
(tCO2/ano)
2020
0,0617
57,96
3,5761
Assim, com base nas emissões de CO2 evitadas no paço municipal de
Maripá, no ano de 2020, correspondente a 3,5761 tCO2, e utilizando a média
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2|e373| p.01-67 |2022
59
Lorivo Limberger ,Edson Antonio da Silva
____________________________________________________________________________
ponderada (Tabela 38), temos que a unidade fotovoltaica equivale a 25
árvores/ano para compensação. Levando-se em consideração a vida útil do
sistema fotovoltaico em 25 anos, soma-se o equivalente a 625 árvores.
De acordo com o SENAR PR/FAEP (2021) no Estado do Paraná
existem 1901 usinas fotovoltaicas instaladas em diferentes segmentos que
recebem crédito como unidades consumidoras, onde se beneficiam de energia
solar, atingindo 300 municípios atingindo uma potência instalada total de 42.834
kw.
Com base nessa potência instalada de 42.834 kw no Estado do Paraná,
estima-se um montante de aproximadamente 1.902.858 árvores necessárias
para compensação nos casos de produção de energia elétrica nos modelos
convencionais.
Desta forma, o sistema fotovoltaico tem demonstrado na fase de produção
de energia, que ganho ambiental, ou seja, o modelo produz um impacto
ambiental positivo. Vale lembrar que não apurou-se o mesmo impacto na fase
de manufatura dos equipamentos que geram impactos negativos.
13. Considerações finais
No Estado do Paraná, vem crescendo a implantação do sistema
fotovoltaico em todos os segmentos seja para atender o comércio, indústria,
entre outros, inclusive em órgãos públicos, como exemplo, o Município de Maripá
que instalou no mês de dezembro de 2020 o sistema fotovoltaico para atender a
demanda do prédio da Prefeitura Municipal (ABSOLAR, 2020). Nesse
crescimento os usuários residenciais procuram atender a legislação e normas
da ANEEL e COPEL e vem instalando em suas residências urbanas para uso
doméstico.
Na última década é notório o aumento das instalações de sistemas
fotovoltaicos em residências para diminuir o custo do consumo de energia
elétrica, e também, em passos mais lentos em órgãos públicos, devido a fatores
burocráticos que essas instituições públicas enfrentam.
Buscou-se com esse trabalho apresentar uma revisão bibliográfica de
tecnologias fotovoltaicas apresentando as normativas legais vigentes, o
Revista Foco |Curitiba (PR)| v.15.n.2