Glauco Diniz Duarte Diretor – como calcular painel fotovoltaico

Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, os projetos de geração de energia solar têm grande potencial de crescimento no Brasil e representam uma oportunidade de negócio promissora para as empresas que planejam diversificar seu leque de serviços.

O que é um projeto fotovoltaico?

Antes de mais nada, é importante compreender o que é um projeto fotovoltaico.

Você provavelmente já conhece a possibilidade de gerar energia a partir da luz solar, certo? No Brasil, existem duas formas de uso dessa energia. A primeira utiliza o calor do sol para aquecer a água, o que reduz o custo da conta de energia por eliminar o uso dos chuveiros elétricos e de outras instalações.

A segunda forma de uso é a que transforma a luz do sol em energia elétrica, por meio de um processo eletroquímico. As placas solares, denominadas painéis fotovoltaicos, contêm materiais semicondutores, como o silício, que fazem essa transformação.

A energia elétrica gerada por esse processo passa por um equipamento chamado inversor, conectado aos painéis. Esse equipamento converte a corrente contínua em corrente alternada, e envia a energia ao quadro de distribuição do imóvel para o uso como fonte de eletricidade.

Painéis e inversores compõem os sistemas fotovoltaicos conectados à rede — os chamados sistemas fotovoltaicos on grid. Existem também os chamados geradores off grid, utilizados em locais isolados, onde não há rede pública de distribuição de energia. Como o sistema fotovoltaico não gera energia durante a noite, ela pode ser armazenada em baterias para utilização no período noturno.

Quais são os benefícios do uso da energia solar?

Agora que você já sabe o que é um projeto fotovoltaico, é interessante conhecer um pouco mais sobre o mercado de energia solar e os benefícios da tecnologia para consumidores residenciais e comerciais.

Esse é um setor que está em alta no mundo inteiro, e em especial no Brasil, um dos países que mais recebem irradiação solar. Só perdemos na quantidade de insolação para a Austrália.

O setor é regulado pela Norma 482/2012 da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), em vigor no Brasil desde junho de 2013. Em resumo, essa norma definiu o mercado de energia solar no país, instituindo regras para a micro (até 100kW) e a minigeração (entre 100kW e 1.000kW).

Poucos meses depois da entrada em vigor da norma, em junho de 2013, o país contava com 23 instalações de microgeração de energia. 5 anos depois, em novembro de 2018, esse número saltou para 45.957, demonstrando o potencial do mercado.

Para os consumidores, a grande vantagem da energia solar é econômica. O investimento inicial para instalação do gerador fotovoltaico costuma se pagar em poucos anos com a redução na conta de energia elétrica, e a vida útil dos equipamentos atinge cerca de 20 anos.

Quando o consumo de energia é maior do que a geração, há um desconto na tarifa. Se a produção superar o consumo, gera créditos junto à concessionária.

A redução de valores na tarifa, em muitos casos, chega a mais de 90%. No entanto, tributos e custos de disponibilidade precisam ser pagos à concessionária. De qualquer maneira, o investimento para o projeto é amortizado em pouco tempo.

Além da economia financeira, um grande benefício dessa tecnologia é o fato de a energia solar ser limpa e renovável. Seu uso não compromete o meio ambiente e os recursos naturais, e essa é uma das razões que explica o porquê dos investimentos em energia alternativa estarem crescendo.

Por que o uso de energia solar é importante para empresas?

Do ponto de vista dos consumidores comerciais, o fato de a energia solar ser limpa e renovável é mais uma vantagem. Afinal, apostar na energia solar é uma forma de mostrar ao mundo que a empresa é ambientalmente responsável e tem a sustentabilidade como um de seus pilares.

Empresas com consciência socioambiental tendem a ser mais valorizadas e respeitadas pelos seus clientes e pela própria equipe de colaboradores. No entanto, não dá para esquecer que a geração da própria energia também contribui para reduzir custos operacionais, melhorando o desempenho financeiro.

Com um projeto de energia fotovoltaica, a empresa economiza com as despesas de energia elétrica e ainda se previne contra problemas como queda de fornecimento da rede ou mesmo apagões.

Estímulo para a geração de energia

De olho no setor em crescimento, quem busca novas oportunidades para investir tem um grande público potencial a ser atingido. Já existem linhas de financiamento, que facilitam o acesso dos consumidores a tecnologias, e o próprio governo tem adotado iniciativas para fomentar o mercado.

Um exemplo é a redução do Imposto Sobre Circulação de Mercadorias e Serviços (ICMS) para aquisição de equipamentos, concedido por alguns estados (como Paraná e Minas Gerais) para aumentar o acesso dos consumidores à tecnologia — o que representa uma grande oportunidade.

Outra iniciativa que vai contribuir para fomentar o mercado vem do estímulo à mobilidade elétrica. A recente regulamentação da recarga de veículos elétricos pela Aneel, aliada à redução do Imposto Sobre Produtos Industrializados (IPI) incidente sobre os carros elétricos e híbridos vai contribuir para impulsionar o setor.

A regulamentação da recarga permite que outras empresas além das concessionárias de energia forneçam o serviço aos consumidores finais. Com isso, estacionamentos, shoppings e postos de combustíveis, por exemplo, devem se interessar pelo novo nicho de negócio. Inclusive, alguns dos primeiros prestadores do serviço são postos de combustíveis, como os 6 empreendimentos de bandeira Ipiranga localizados na Rodovia Presidente Dutra inaugurados em julho de 2018, ou ainda no Paraná, com 2 postos entre as cidades de Curitiba e Paranaguá.

Independentemente do serviço de recarga, esses empreendimentos consomem grande quantidade de energia, seja para movimentar as bombas de abastecimento e demais equipamentos, seja para a iluminação de suas testeiras, o que faz deles um público-alvo muito interessante para quem quer investir no setor.

Há ainda estímulos decorrentes da criação de linhas de financiamento para equipamentos e projetos, como o proposto pelo Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) para pessoas físicas.

A Federação Brasileira de Bancos (Febraban) segue na mesma linha, e está analisando um modelo de projeto para que interessados obtenham financiamento. A entidade deverá divulgar oficialmente esse modelo no segundo semestre de 2018. Além disso, o próprio governo estuda o investimento na geração de energia solar em prédios públicos e em projetos mais amplos, como o “Minha Casa, Minha Vida”.

Para quem deseja investir em energia solar, é importante conhecer os desafios que envolvem o setor, mas também as vantagens de trabalhar com energia solar. Afinal, um prestador de serviços que demonstra autoridade na sua área de atuação gera credibilidade e conquista a confiança do consumidor.

Quais são os desafios de um projeto fotovoltaico?

O mercado de energia solar é promissor, mas ainda tem barreiras que precisam ser vencidas. O investimento inicial, considerado elevado por muitos consumidores, é uma delas. Por esse motivo, o dimensionamento correto de todo o projeto é essencial. Assim, o sistema atenderá à necessidade do cliente e o investimento inicial será amortizado mais rapidamente.

Esse é um dos grandes desafios de um projeto fotovoltaico. Para fazer um projeto eficiente e de acordo com a necessidade do cliente, é necessário analisar a área onde será feita a instalação, seu potencial de insolação, o risco de sombreamento, a inclinação dos painéis, entre outros. Embora o sistema final seja simples do ponto de vista elétrico, o dimensionamento correto é o grande desafio para o sucesso — e vários detalhes precisam ser considerados na etapa de análise.

As edificações novas, por exemplo, normalmente já têm previsto no projeto arquitetônico a instalação de um sistema de geração de energia solar. Nesses casos, a implantação é realmente mais simples. Já em construções existentes, muitas vezes são necessárias adaptações para que os painéis funcionem da melhor forma e a geração de energia atenda à necessidade do cliente. Há casos em que não há espaço adequado, ou que a área disponível para a instalação não recebe insolação suficiente.

Nessas situações, o desafio do prestador de serviços é encontrar uma solução que viabilize o acesso do cliente à geração solar. Uma alternativa é a geração remota, já permitida pela Aneel. Essa modalidade possibilita que vários consumidores de uma mesma área de concessão compartilhem a energia gerada por painéis instalados em outro local, como em uma espécie de condomínio, no qual os interessados alugam o espaço para instalação de seu projeto.

Vale lembrar que cada projeto fotovoltaico é único, já que é dimensionado levando em consideração os dados de consumo e geração de cada consumidor. Por esse motivo, a capacitação profissional é imprescindível para lidar com cada etapa de implantação do sistema.

Um dos desafios dos profissionais do setor também é a seleção de empresas parceiras confiáveis, com capacidade e pontualidade de entrega, suporte adequado e preço competitivo. Isso faz muita diferença para a execução do projeto.

Como a geração de energia solar é um mercado relativamente novo, as regras estão sendo aprimoradas, e a tecnologia está avançando a cada dia. Sendo assim, é fundamental manter-se atento aos lançamentos e às novidades para oferecer aos seus clientes as soluções mais atualizadas.

Uma das dificuldades do setor é a grande concorrência, que se reflete na queda de preços para os serviços prestados. Mais uma razão para, além da especialização e domínio das técnicas, contar com parceiros confiáveis, que forneçam produtos de qualidade e excelente suporte técnico. Muito além da guerra de preços, o diferencial do prestador de serviços deve ser a qualidade.

Como estimar o tamanho de um projeto?

Como já dissemos acima, para que a instalação seja eficiente é essencial dimensionar o projeto fotovoltaico de forma correta e de acordo com a necessidade do cliente. Você sabe por onde começar?

Defina a região de instalação do sistema

Para dimensionar e projetar um sistema fotovoltaico, alguns passos são necessários. De forma resumida, podemos dizer que o primeiro deles é a análise cuidadosa do local onde será feita a instalação.

Essa avaliação deve levar em consideração a área disponível e o seu potencial de insolação. Vale destacar que a captação não depende exclusivamente de sol: basta haver iluminação no local onde os painéis estão instalados para que ocorra a geração de energia — ou seja, mesmo em dias nublados e frios, é possível gerar energia.

A instalação dos painéis geralmente é feita nos telhados das edificações, e alguns deles são mais privilegiados do que outros na quantidade de luz solar. Em alguns casos, podem existir sombras (de prédios, árvores ou da própria caixa d’água) que comprometem a captação dos raios solares.

Por isso, é importante analisar a quantidade de luz solar incidente (o chamado índice solarimétrico). Esse índice mede o potencial de insolação do lugar, apresentando a quantidade de Watts que incide em uma área de 1 metro quadrado durante um dia, naquela região onde o projeto será instalado.

Essa verificação pode ser feita buscando a latitude e longitude do local, e verificando o índice solarimétrico em bancos de dados especializados, como o Cresesb ou o do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

Com essa informação em mãos é possível analisar o melhor local para a instalação e também a inclinação dos painéis para que recebam mais insolação. No entanto, até mesmo o volume de poluição atmosférica do local onde os painéis estão instalados pode interferir na capacidade de geração fotovoltaica.

As placas fotovoltaicas precisam ser bem fixadas em suportes de aço galvanizado ou alumínio, para que não se desprendam dos telhados em caso de chuvas mais fortes ou vento.

Em locais com telhas de barro, são utilizados ganchos na estrutura de madeira, nos quais os painéis são fixados. Quando a cobertura é metálica ou feita com fibrocimento, são utilizados parafusos em sua estrutura. No caso, os furos nas telhas precisam ser vedados com selante, para evitar infiltração.

É recomendado que os módulos tenham uma inclinação mínima de 5 graus para o escoamento de água, e máxima de acordo com a latitude do local de instalação.

O tipo de painel a ser utilizado dependerá da área ocupada, do tipo de superfície, da durabilidade e da estabilidade desejada. Conhecer esses detalhes técnicos dos equipamentos é uma responsabilidade do prestador de serviços.

É importante lembrar que a potência de um módulo fotovoltaico é definida em testes de laboratório em condições favoráveis, e pode não ser a mesma obtida na instalação em campo. Isso é mais um desafio dos projetos, que pode ser minimizado com a análise correta dos dados de consumo do cliente e a definição da melhor área para instalação.

Saiba o consumo médio

A próxima etapa é a avaliação do volume de produção de energia desejado. Para calcular a área que as placas solares vão ocupar, é preciso analisar o consumo médio de energia do cliente nos últimos 12 meses e a cidade onde o sistema solar será instalado (para verificar a tarifa praticada pela concessionária local). Também é necessário observar se a ligação elétrica do local é monofásica, bifásica ou trifásica.

Nessa etapa, o consumidor deve melhorar sua eficiência energética. Isso significa que, antes de dimensionar a quantidade de energia que o sistema deverá gerar, possíveis problemas de manutenção ou instalação que estejam causando desperdício de energia elétrica devem ser corrigidos.

Entre as ações necessárias para economizar energia, vale a pena investir na troca de lâmpadas (substituindo as tradicionais por LEDs, mais econômicas), verificar se existem problemas na instalação elétrica, observar se os equipamentos ligados à rede elétrica estão funcionando corretamente e se não há necessidade de manutenção ou substituição.

Com o consumo de energia melhor equacionado, é mais simples dimensionar quais são os equipamentos necessários e o tamanho de um projeto fotovoltaico.

É importante que todos os testes relativos à instalação sejam realizados pela equipe. Após a conferência e a aprovação da concessionária de energia, deve ser feita a substituição do relógio de luz pelo modelo bidirecional (que registra a entrada e a saída de energia).

Conheça o preço da energia na sua cidade

A tarifa de energia cobrada pelas concessionárias é composta por vários fatores, e a geração responde por apenas 30% do valor final. Na tarifa, entram as taxas de transmissão e distribuição da energia, os encargos setoriais e os tributos que chegam a 37% do valor final.

Os valores também variam de acordo com as bandeiras tarifárias, que tendem a ser mais altas em épocas de seca e necessidade de uso de termelétricas para geração de energia.

As distribuidoras repassam aos consumidores o valor da aquisição da energia estabelecidos pela Aneel, e também o preço da transmissão até o seu sistema. Por isso, as tarifas mudam de acordo com a região do país e o tipo de uso (residencial, comercial, industrial ou rural).

As resoluções da Aneel que regulamentam o setor determinam que o valor da energia gerada pelos micro ou minigeradores é o mesmo da tarifa cobrada pela concessionária. Em outras palavras, cada kilowatt/hora (kWh) gerado é igual a cada consumido. Assim, quando a tarifa é mais alta, a economia proporcionada pelo sistema é maior.

Para conhecer essas regras é primordial estudar a Resolução 482 da Aneel, que estabelece as condições gerais para geração e as regras para compensação. Também é importante conhecer a cartilha da agência reguladora, com as principais informações sobre homologação dos projetos por todas as concessionárias nacionais.

Saiba qual é a cobertura de uso de energia solar desejada

Depois de analisar o consumo médio de energia do local, é importante avaliar qual é a quantidade de energia a ser gerada, de acordo com a expectativa do consumidor, mas também dimensionando o seu investimento.

Em outras palavras, uma instalação de maior porte demanda um investimento inicial maior, mas pode reduzir a tarifa de energia elétrica em uma proporção também maior. Por outro lado, a instalação mais modesta é mais econômica, mas pode não atender à expectativa em termos de redução de tarifa.

Por isso, todos os cálculos precisam ser elaborados com precisão. Uma forma simplificada de estimar isso é dividir o custo total de instalação do projeto pelo valor da economia mensal na conta de luz após a devida instalação. O resultado será um tempo estimado para o retorno do investimento.

É claro que esse cálculo precisa ser feito de maneira mais precisa, pois existem inúmeras variáveis, além da própria tarifa de energia da concessionária, que sofre ajustes ao longo do tempo.

Entenda a incidência solar na região

Existem softwares específicos que simplificam a análise, mas em linhas gerais o recomendado é avaliar a localização geográfica e consultar os mapas oficiais que registram os dados de insolação no país.

A vantagem do uso do software é que além do cadastro dos principais modelos de painéis fotovoltaicos e inversores disponíveis no mercado, os programas também contam com uma base de informações sobre irradiação solar.

Para receber a melhor insolação, as placas devem ser voltadas para a face norte, na medida do possível. Caso a estrutura da edificação não permita isso, pode haver perda de eficiência no sistema.

Com exceção das instalações localizadas na região norte do Brasil, que têm os melhores índices de insolação, o mais indicado é instalar as faces dos painéis para o nordeste ou noroeste, com perda de eficiência entre 2% e 5%, ou para o leste ou oeste, com perdas entre 3% e 10%.

Conheça o espaço disponível

A área disponível para instalação também pode ser determinante do projeto. Quando há mais espaço disponível no imóvel, é possível não somente instalar um maior número de painéis fotovoltaicos, como também escolher a melhor localização e inclinação deles.

Nas situações em que há interesse na geração de energia solar sem espaço adequado disponível, existem outras soluções possíveis, como a já citada geração remota.