comparaÇÃo de custos entre fornecimento de energia

CENTRO DE ENSINO SUPERIOR DOS CAMPOS GERAIS – CESCAGE

http://www.cescage.edu.br/publicacoes/technoeng ISSN: 2178-3586 / 9ª Edição / Jan – Jul de 2014

COMPARAÇÃO DE CUSTOS ENTRE FORNECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA POR REDE DE DISTRIBUIÇÃO RURAL CONVENCIONAL E SISTEMA DE

GERAÇÃO FOTOVOLTAICA OFF-GRID NO ESTADO DO PARANÁ

COSTS COMPARISON BETWEEN POWER SUPPLY WITH CONVENTIONAL

RURAL DISTRIBUTION LINES AND OFF-GRID PHOTOVOLTAIC GENERATION

SYSTEMS IN THE STATE OF PARANA

Victor Luiz Milanez Kinceski; Nicole Antunes Aires; Patrícia Ribeiro Rhoden Barcellos, Carolina

Mariano Da Silva

Centro de Ensino Superior dos Campos Gerais – CESCAGE - Curso de Engenharia Elétrica – Ponta

Grossa - PR – Brasil.

Resumo: Estudos revelam que a energia fotovoltaica está em evidência no mercado atualmente, já que esta é uma forma de geração de energia elétrica renovável, menos prejudicial ao meio ambiente em relação a outras formas de geração e possui como recurso principal uma fonte de energia inesgotável, o sol. Neste trabalho foram realizados estudos sobre a energia fotovoltaica que poderá ser utilizada como alternativa a rede rural convencional em casos em que esta passa a ser economicamente inviável para a concessionária. Palavras-chave: Sistemas fotovoltaicos. Rede de distribuição. Energia elétrica rural. Abstract: Studies show that photovoltaic energy is in evidence in the market today, because this is renewable form of electric energy generation, less harmful to the environment in comparison to other forms of generation, and it has as its main resource an inexhaustible source of energy, the sun. In this research studies were carried out on photovoltaic energy that could be used as an alternative against the conventional rural distribution lines, in cases which it becomes economically expensive to the concessionaire. Keywords: Photovoltaic systems. Distribution lines. Rural electric energy.

INTRODUÇÃO

O Brasil iniciou o ano de 2015 um tanto quanto turbulento quanto a assuntos econômicos. A alta do dólar, a retomada do aumento da inflação e os ajustes de impostos fixados, fragilizaram a estabilidade de consumo de produtos e serviços que a população brasileira estava acostumada. A crise econômica brasileira se instalou com maior gravidade sobre algumas áreas que as outras, citando aqui o setor elétrico, que além das altas tarifas acaba impactando todos os demais setores da sociedade.

A energia elétrica é algo muito importante no mundo moderno, pois é a principal fonte de luz, calor e força. Apesar de 99,7% (IBGE, 2014) da população possuir acesso à energia elétrica, ainda existem pessoas do meio rural sem acesso à energia elétrica devido à entraves.



Em diversos casos, a construção de novas redes de energia elétrica para levar eletricidade a comunidades rurais, torna-se inviável para a concessionária, devido aos elevados custos de distribuição. No entanto, existem alternativas à rede convencional, como por exemplo a energia solar fotovoltaica.

A energia fotovoltaica é obtida através da transformação da radiação solar em energia elétrica, isto ocorre devido ao efeito fotovoltaico. Este fenômeno foi demonstrado pela primeira vez em 1839 pelo físico francês Edmund Becquerel onde um conjunto de placas de material condutivo imersos em um eletrólito no estado líquido ao serem expostas a luz solar geravam eletricidade (MACHADO, MIRANDA; 2014).

Todos os dias, a Terra recebe mais energia do Sol do que a energia consumida sob as outras fontes. Porém, esta fonte de energia é pouco utilizada no Brasil, sendo que o país possui um dos maiores índices de irradiação solar do mundo (Azevedo et al., 2015).

Em seu estudo, Tiepolo (2015) constatou que no estado do Paraná, 93% da energia gerada é advinda de hidroelétricas, as quais já tiveram grande parte do seu potencial explorado, necessitando explorar outras fontes de energia. O autor apresentou o potencial de geração de energia elétrica no Paraná através de sistemas fotovoltaicos e observou que o estado possui um excelente potencial em relação aos países europeus, sendo aproximadamente 59% superior à média apresentada na Alemanha, que é o país com maior capacidade instalada.

O sistema solar fotovoltaico possui vários benefícios ao meio ambiente, pois é limpa e renovável; e é uma interessante alternativa para levar energia à locais não atendidos devido ao sistema de energia convencional não chegar em locais de difícil acesso ou com grandes dificuldades para instalar postes e cabos de energia elétrica.

REVISÃO DE LITERATURA

Segundo o Ministério de Minas e Energia (2016) existem 21 MW de potência instalada. O Gráfico 1 apresenta a distribuição da Matriz Energética Brasileira, para o ano de 2015.

Gráfico 1 – Matriz Elétrica Brasileira 2015

Fonte: EPE, 2016.

Hidráulica;64%

Biomassa 8%

Eólica3,50%

Solar fotovoltaica

0,01%

Gás natural12,90%

Derivados de petróleo

4,80%

Nuclear2,40%

Carvão e derivados

4,50%



O sistema solar fotovoltaico possui vários benefícios ao meio ambiente, pois é limpa e renovável; e é uma interessante alternativa para levar energia à locais não atendidos devido ao sistema de energia convencional não chegar em locais de difícil acesso ou com grandes dificuldades para instalar postes e cabos de energia elétrica.

É possível destacar também alguns pontos negativos deste sistema: a energia solar varia sazonalmente e é afetada por mudanças climáticas e os equipamentos do sistema possuem um custo relativamente elevado (SOUZA, 2014).

Existem diversos tipos de sistemas fotovoltaicos e neste trabalho será utilizado o “Sistema Fotovoltaico Isolado Autônomo CA”. Conforme NBR11704 (2008), os sistemas podem ser classificados quanto à interligação com o sistema público de fornecimento de energia elétrica e quanto à sua configuração.

O “Sistema Fotovoltaico Isolado Autônomo CA” possui os seguintes componentes básicos: módulo fotovoltaico, controlador de carga, baterias, cargas CC, inversor CC/CA e cargas CA, conforme Figura 1.

Quando o sol atinge o painel, há geração de energia elétrica. Essa energia é então repassada ao controlador de carga, responsável pela gestão da energia. Isso impede que a bateria seja carregada e descarregada em excesso aumentando seu tempo de vida útil. A energia gerada é armazenada nas baterias que pode ser usada diretamente em cargas de corrente contínua (CC), como lâmpadas, ou entrar passar pelo inversor para ser usadas em equipamentos de corrente alternada (CA) (MACHADO e MIRANDA, 2014).

Figura 1 – Componentes de um sistema fotovoltaico autônomo

Fonte: Souza (2015). (1) módulo; (2) controlador de cargas; (3) banco de baterias; (4) inversor autônomo para cargas CA; (5) cargas CC/CA.

O módulo fotovoltaico é o elemento básico do sistema e através dele, se tem a conversão da radiação solar em eletricidade. Atualmente no mercado existem diversos tipos de módulos que irão variar entre si conforme sua eficiência para conversão de energia. Entre as tecnologias mais utilizados é possível destacar o silício



cristalizado e filmes finos, a Figura 2 demonstra um esquema usual dos módulos fotovoltaicos (SOUZA, 2015).

Figura 2 – Esquema de módulo fotovoltaico

Fonte: Machado e Miranda (2014).

Estes equipamentos devem suportar todos os tipos de agentes climáticos, pois estarão expostos ao ambiente externo. Devido a isso os fornecedores garantem que os módulos funcionarão plenamente durante 20-25 anos, após isso irão operar com 80% de sua eficiência (TOYAMA et al., 2014). A Tabela 1 fornece os valores de eficiência e as áreas necessárias para produzir 1 kWp.

Tabela 1 – Eficiência típica dos módulos comerciais

Tecnologia Eficiência Área/kWp

Silício Cristalino

Monocristalino 13 a 19% ~7m²

Policristalino 11 a 15% ~8m²

Filmes finos

Silício amorfo (a-Si) 4 a 8% ~15m²

Telureto de cadmio (Cd-Te) 10 a 11% ~10m²

Disseleneto de cobre-índio-gálio

(CIGS) 7 a 12% ~10m²

Fonte: Toyama et al. (2014).

O controlador de carga é um aparelho eletrônico normalmente utilizado em sistemas isolados que atua juntamente com o banco de baterias e controla/monitora sua carga e descarga, fazendo com que, por exemplo, durante o dia haja o carregamento das baterias e à noite, estas sejam descarregadas para que haja o fornecimento contínuo de energia elétrica (ABINEE, 2012).



Este equipamento atua para melhorar o rendimento do sistema fotovoltaico e vida útil das baterias, conforme Figura 3 (SOUZA, 2014).

Figura 3 – Controlador de carga

Fonte: ABINEE (2012).

Segundo Souza (2014): Um banco de baterias é constituído por uma quantidade calculada de elementos conectados em serie e/ou paralelo, que fornecerão a potência demandada pelas cargas, no período de autonomia em que devem funcionar sem receber recarga do arranjo fotovoltaico nos dias sem insolação.

Para sistemas fotovoltaicos os tipos de baterias mais utilizados são as de chumbo-ácido e de níquel-cádmio (alcalinas), as primeiras possuem menor custo, porém tem menor vida útil ao contrário das alcalinas (TOZZI, 2011).

As baterias requerem cuidados específicos para prolongar sua vida útil e também garantir um melhor desempenho e segurança do sistema, como por exemplo: instalar as baterias em locais ventilados e de acesso restrito; usar EPI’s durante o manuseamento delas; fazer manutenção periódica; e tomar devidos cuidado quanto ao seu descarte ou reciclagem (SOUZA, 2014).

A capacidade da bateria é medida em Ampére-hora (Ah). O processo de descarga da bateria seguido de seu carregamento completo é denominado “ciclo”, onde determina-se a vida útil do equipamento pelo número de ciclos que ela é capaz de realizar.

Para escolher a bateria que será utilizada deverá ser levado em consideração a profundidade de descarga do equipamento, pois este fator define percentualmente a relação de sua capacidade nominal e sua vida útil. Para sistemas fotovoltaicos devem ser utilizadas baterias de alta profundidade de descarga se atentando ao fato de que visando maior durabilidade da bateria deve-se carregá-las de acordo com as recomendações do fabricante (SILVA, 2014). O gráfico 2 abaixo demonstra a relação entre número de ciclos e profundidade média diária de descarga.

Gráfico 2 – Relação entre número de ciclos e profundidade média de descarga

Fonte: SILVA (2014).



Estes equipamentos são utilizados para transformar a corrente contínua gerada pelos módulos fotovoltaicos em corrente alternada, com tensões e frequência similares às fornecidas pela rede convencional, pois a maioria dos eletrodomésticos e equipamentos elétricos residenciais utilizam a eletricidade desta forma (NASCIMENTO, 2016).

Conforme Souza (2014), deve ser levado em consideração alguns critérios para a escolha de um inversor que satisfaça as necessidades do sistema proposto, como: uma boa eficiência na conversão elétrica, alta capacidade de sobrecarga, tolerância para as flutuações de tensão das baterias, baixo autoconsumo, proteção contra curto-circuito, baixa distorção harmônica e proteção contra surtos. Para definir a potência nominal do inversor existe a seguinte equação:

𝑃𝐼 = ∑𝑊𝐴𝐶 ∗ 𝐹𝑆 (1)

Onde:

𝑃𝐼 = Potência nominal do inversor 𝑊𝐴𝐶= Potência das cargas CA ligas simultaneamente 𝐹𝑆= Fator de segurança, no qual se refere à quantidade de cargas com altas

potências de partida.

No Estado do Paraná, a companhia que obtém a concessão para fornecer energia elétrica para a maior parte da população possui normas e padrões quanto à construção de redes. Portanto, para este trabalho será levado em consideração a NTC 831001 – Projeto de Rede Rural, que fornecerá o embasamento referente à materiais e mão-de-obra necessários para a construção de redes neste estado.

MATERIAL E MÉTODOS

Em um primeiro momento será feito uma pesquisa na literatura para embasamento teórico do assunto. Em seguida serão pesquisados os valores de instalação e materiais para simular custos de fornecimento de energia elétrica a um consumidor situado no estado do Paraná. Para isso será necessário coletar dados importantes para o dimensionamento do sistema, como, carga instalada na residência, distância da rede e disponibilidade anual do recurso solar no estado.

Para o dimensionamento deste sistema utilizou-se a metodologia que a Universidade Federal de Lavras usa em seus cursos de pós-graduação (BITTENCOURT, 2011).

Também será necessária pesquisa em normas, manuais e legislação vigentes para que seja possível compreender as tratativas em ambos os empreendimentos.

Para que se possa fazer um estudo para dimensionamento de um sistema fotovoltaico, primeiramente é necessário avaliar a incidência solar da região em que se pretende instalar tal geração. Neste trabalho será avaliado a geração de energia fotovoltaica no estado do Paraná de forma geral, portanto, será baseado em valores médios de irradiação solar em kWh/m² dia, conforme Tabela 2.

De agora em diante será realizado o dimensionamento do sistema solar, para isso, deve-se levar em conta a carga instalada e a utilização da energia elétrica na residência, portanto serão definidos valores para poder simular e dimensionar este sistema e seus custos.



Baseado na metodologia utilizada por Bittencourt (2011) e para efeito de cálculos, será levado em consideração uma residência rural típica a 5 km de distância da rede de distribuição rural existente mais próxima. Esta residência é composta pelas cargas instaladas representadas pela Tabela 3.

Os inversores de frequência possuem perdas que devem ser consideradas no consumo total, um valor típico de 20% das cargas CA pode ser utilizado para determinar estas perdas.

Tabela 2 – Valores médios de irradiação solar no estado do Paraná

Meses Média

Janeiro 5,73

Fevereiro 5,74

Março 5,95

Abril 5,45

Maio 4,79

Junho 4,79

Julho 4,66

Agosto 5,59

Setembro 5,57

Outubro 5,59

Novembro 5,73

Dezembro 5,74

Média anual 5,44

Fonte: Tiepolo (2015) - Adaptado

Tabela 3 - Carga instalada na residência

Quantidade Equipamento Tensão

(V)

Potência (W) Uso

(h/dia)

Consumo

(Wh/dia) CC CA

5 Lâmpadas de 40 W 12 cc 200 - 4 800

2 Lâmpadas de 20 W 12 cc 40 - 4 160

1 Televisão 127 ca - 20 4 80

1 Geladeira 127 ca - 23 24 552

1 Ventilador 127 ca - 126 1 126

1 Receptor de antena 127 ca - 20 4 80

Total 1.798

Total CC 960

Total CA 838

Perdas do inversor (Wh/dia) 167,6



Consumo total (Wh/dia) 1.965,6

Fonte: Silva (2014) - Adaptado

Tendo definido as cargas que serão utilizadas, o próximo passo para o dimensionamento do sistema é calcular a capacidade do banco de baterias. Para isso podem ser utilizadas uma das equações abaixo, levando em consideração a que der maior capacidade para assim ter uma melhor confiabilidade no sistema (SILVA, 2014).

𝐶𝐴𝑃𝐴ℎ =𝐶𝑇 (𝑊ℎ 𝑑𝑖𝑎⁄ ).𝐴(𝑑𝑖𝑎𝑠)

𝑉𝑏(𝑉).𝑃𝑓𝑎(𝑝𝑢) (2)

𝐶𝐴𝑃𝐴ℎ =𝐶𝑇 (𝑊ℎ 𝑑𝑖𝑎⁄ )

𝑉𝑏(𝑉).𝑃𝑓𝑛(𝑝𝑢 𝑑𝑖𝑎⁄ ) (3)

Onde: CT (𝑊ℎ 𝑑𝑖𝑎⁄ ) = Consumo total, dado fornecido pela tabela de consumo 𝐴 (𝑑𝑖𝑎𝑠) = Autonomia, define-se entre 3 a 5 dias dependendo do clima da

região, em residências é mais comumente utilizado 3 dias. 𝑉𝑏 (𝑉) = Tensão da bateria, normalmente 12 V, utiliza-se 24 V apenas em

sistemas muito grandes. 𝑃𝑓𝑎 (𝑝𝑢) = Profundidade da descarga no final da autonomia, para sistemas

fotovoltaicos utilizam baterias com alta profundidade de descarga com o valor de 0,6 pu, visando maior vida útil deste equipamento.

𝑃𝑓𝑛 (𝑝𝑢 𝑑𝑖𝑎⁄ ) = Profundidade da descarga no final de cada noite, utiliza-se no máximo 0,20 pu, quanto menor o valor maior vida útil da bateria.

Em sequência é feito o dimensionamento dos painéis fotovoltaicos, conforme a fórmula 4.

𝑃𝑀𝑃𝐹(𝑊𝑝) =𝐶𝑇 (𝑊ℎ 𝑑𝑖𝑎)⁄

𝐻𝑆𝑃(ℎ 𝑑𝑖𝑎⁄ ).𝐹𝑝𝑝.𝐹𝑝𝑠 (4)

Onde: 𝑃𝑀𝑃𝐹 (𝑊𝑝) = Potência mínima dos painéis fotovoltaicos, é a potência mínima

total que os módulos devem produzir energia e alimentar a carga instalada. CT (𝑊ℎ 𝑑𝑖𝑎⁄ ) = Consumo total, dado fornecido pela tabela de consumo HSP (ℎ 𝑑𝑖𝑎⁄ ) = Horas equivalentes de sol pleno, considere-se o nível médio de

insolação da região onde o sistema será instalado.

Fpp = Fator de perda de potência, devido à tensão da bateria ser menor do que a tensão de máxima potência do gerador utilizado. É definido pela expressão: 𝐹𝑝𝑝 =𝑉𝑏 𝑉𝑚𝑝⁄ .

𝐹𝑝𝑠 = Fator de perdas e segurança, leva-se em conta fatores que reduzem a capacidade geração do módulo. Segundo Silva (2014) os fatores são:

Tolerância na fabricação, temperatura de trabalho, poeira, degradação, sombras, desalinhamentos e também perdas elétricas na bateria, no controlador, na instalação além de incertezas sobre os dados utilizados e o consumo previsto. Valor típico de 0,8.



Por último é feito o dimensionamento do controlador de cargas, onde é necessário calcular as correntes máximas que ele deverá suportar tanto para o lado dos módulos quanto do lado das cargas e utilizar o maior valor encontrado.

Para o cálculo do lado das cargas utiliza-se a fórmula 5 (adota-se um fator 1,1 para maior segurança).

𝐶𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙𝑎𝑑𝑜𝑟 (𝐴) = 𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎𝑠 (𝑊).1,1

𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑑𝑜 𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠 (𝑉) (5)

A seguir a fórmula 6 demonstra como calcular a corrente do controlador de cargas do lado dos módulos de geração.

𝐶𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙𝑎𝑑𝑜𝑟 (𝐴) = 𝐼𝑐𝑐 (𝐴). 𝑁° 𝑑𝑒 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑚 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜. 1,1 (6)

Onde:

𝐼𝑐𝑐 = Corrente de curto-circuito do módulo fotovoltaico utilizado.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Aplicando a metodologia com os valores definidos foram realizados os cálculos para o dimensionamento dos componentes do sistema. No cálculo do banco de baterias chegou-se no mesmo resultado conforme as equações a seguir:

𝐶𝐴𝑃𝐴ℎ =1965,6 . 3

12 . 0,6= 819 Ah

𝐶𝐴𝑃𝐴ℎ =1965,6

12 . 0,2= 819 Ah

Com os valores encontrados define-se a necessidade de utilizar 4 baterias com a capacidade nominal de 220 Ah, o que totaliza 880 Ah para o sistema.

Para o cálculo de dimensionamento dos módulos fotovoltaicos, chegou-se ao seguinte resultado:

𝑃𝑀𝑃𝐹(𝑊𝑝) =1965,6

4,66 . 0,69 . 0,8= 764, 13 𝑊𝑝

A potência necessária a ser fornecida pelos módulos é de 764,13 Wp, portanto, serão necessários 4 módulos de 250W que totalizam uma potência de fornecimento para o sistema de 1000 Wp.

A seguir foi realizado o cálculo da corrente do controlador de carga:

𝐶𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙𝑎𝑑𝑜𝑟 (𝐴) = 240 . 1,1

12= 22 𝐴



𝐶𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙𝑎𝑑𝑜𝑟 (𝐴) = 8,37 . 6 .1,1 = 55,242 A

Foi encontrado como maior corrente 55,242 A da equação 6, portanto será utilizado um controlador de carga de 60A.

Para o dimensionamento do inversor de frequência pegou-se a potência total das cargas (Wh/dia) das cargas CA que soma 838 Wh/dia e adicionando 10% teremos a potência mínima ideal para o inversor de 921,8 Wh/dia.

A Tabela 4 demonstra os valores dos componentes para o sistema.

Tabela 4 – Preço dos componentes

Equipamento Quantidade Preço por unidade Preço Total

Bateria selada chumbo/cálcio 12 V;

220 AH

4 un R$ 810,00 R$ 3.240,00

Módulo Solar Fotovoltaico 250 Wp 4 un R$ 498,00 R$ 1.992,00

Controlador Carga 60 A 1 un R$ 1.640,00 R$ 1.640,00

Inversor CC/CA 1500 W 1 un R$ 3.900,00 R$ 3.900,00

Total R$ 10.772,00

Fonte: Autor

O custo de mão de obra foi calculado com base nos valores fornecidos pelo Manual de Instruções Técnicas (MIT) número 165002, totalizando um valor aproximado de R$ 6.973,00. Não foram considerados valores de logística de materiais e de trabalhadores pois este varia conforme o local específico onde o sistema será instalado. Sendo assim o valor total aproximado para a implantação do sistema fotovoltaico é de R$ 17.745,00.

Para o dimensionamento da rede convencional rural foram utilizadas as normas técnicas e valores da concessionária local, onde foi simulado uma extensão de rede rural monofásica por uma extensão de 5 km para atender a ligação deste consumidor.

Esta extensão foi derivada de uma rede trifásica existente seccionada por chave fusível. Para a locação dos postes foi definido um vão médio de 100 metros de cabo entre os postes.

Para o dimensionamento dos elementos que serão instalados (condutor, postes e transformador) foi simulado conforme a padronização da concessionária para a implantação de redes de distribuição em área rural.

A Tabela 5 apresenta os valores dos materiais que serão utilizados.

Tabela 5 – Preço dos materiais

Material Quantidade Preço Preço Total

Isolador bastão porcelana 34,5 kV 8 un R$ 74,05 R$ 592,40

Para-raios 27 kV - 5 Ka 1 un R$ 213,06 R$ 213,06

Haste de aterramento 3 un R$ 21,89 R$ 65,67

Chave fusível tipo C 27kV 2 un R$ 219,17 R$ 438,34

Cruzeta de concreto 250 daN 1 un R$ 33,76 R$ 33,76



Transformador monofásico 19,9

kV/10 kVA

1 un R$ 2.250,53 R$ 2.250,53

Isolador pilar 35 kV - Porcelana 51 un R$ 81,05 R$ 4.133,55

Cabo 04 CAA - 34,5 kV 423,65 kg R$ 12,77 R$ 5.410,06

Poste B/300/12 m 2 un R$ 559,90 R$ 1.119,80

Poste D/150/10,5 m 48 un R$ 342,44 R$ 16.437,12

Outros materiais - - R$ 2.356,46

Total

R$ 33.050,75

Fonte: Autor

Da mesma forma feita com o sistema fotovoltaico para definir os valores de mão de obra, utilizou-se o MIT 163108 e foi obtido um valor aproximado de R$ 39.397,67, aqui também não foram considerados valores de logística de materiais e trabalhadores, obtendo-se então um custo total de implantação R$ 72.448,42.

Para possibilitar a comparação entre os dois tipos de fornecimento estudados deve-se levar em conta alguns fatores. A Tabela 6 demonstra o custo médio por quilômetro da rede de distribuição monofásica rural.

Tabela 6 – Custo da rede monofásica por km

Distância (km) Custo

1 R$ 14.489,68

3 R$ 43.469,05

5 R$ 72.448,42

7 R$ 101.427,79

10 R$ 144.896,84

Fonte: Autor

Tendo em vista o atendimento a um consumidor que se encontra a 5 km da rede elétrica, o custo de implantação da rede monofásica encontrado pode ser desvantajoso para a concessionária, em comparação ao sistema fotovoltaico. Porém, deve-se levar em conta que para a manutenção deste sistema é necessário a troca das baterias periodicamente e o módulo fotovoltaico deve estar sempre limpo para aproveitar o seu rendimento máximo. Outro fator importante a ser levado em conta é de que para futuros aumentos de carga ou novos pontos de consumo próximos, deve-se expandir o sistema fotovoltaico o que pode ser bastante custoso diferente da rede convencional que se adapta mais facilmente. (TOZZI, 2011)

É dito também que a energia solar possui um impacto ambiental praticamente nulo, mas a concessionária deve se atentar quanto ao descarte correto das baterias usadas (SOUZA, 2015). Já as redes de distribuição, quando se trata de longas extensões em área rural, possui um impacto ambiental relevante já que é necessário abrir área de servidão para linhas em áreas de matas e florestas.

A energia solar fotovoltaica é uma tecnologia que ainda não tem um mercado completamente estabelecido no país, portanto encontrar mão de obra especializada pode ser uma dificuldade. Quando se trata do tempo de implantação deste sistema, pode se dizer que é baixo em comparação a obras de grande porte na rede de distribuição (TOZZI, 2011).



CONSIDERAÇÕES FINAIS

Os resultados obtidos mostram que o sistema fotovoltaico para fornecimento de energia elétrica a consumidores rurais em alguns casos pode ser vantajoso economicamente no estado do Paraná. Mas é necessário levar em conta outros fatores para que este investimento seja de fato a melhor opção financeira.

Deve se ter em mente que aumentos de carga na propriedade significam aumento no investimento do sistema fotovoltaico devido a limitações deste tipo de fornecimento, diferente das redes de distribuição que suportam maiores cargas.

Sendo assim é possível perceber que o atendimento a consumidores isolados através do sistema fotovoltaico é uma opção a se considerar, mas esta deve ser meticulosamente estudada para que atenda o consumidor de forma satisfatória, atenda as normas e regulamentos e seja financeiramente viável para a concessionária.

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da Implantação de Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede Elétrica de Energia

para Diferentes Regiões no Estado do Paraná. 2014. 112 p. Trabalho de Conclusão

de Curso (Obtenção do título de Engenheiro Eletricista) – Engenharia Elétrica,

Universidade Tecnológica do Paraná, Curitiba, 2014.



AUTORIA

Inserir aqui os dados completos do autor responsável pelo trabalho:

Nome completo: Victor Luiz Milanez Kinceski; Nicole Antunes Aires; Patrícia Ribeiro

Rhoden Barcellos, Carolina Mariano Da Silva

Filiação institucional: Faculdades Integradas dos Campos Gerais - CESCAGE

Departamento: Engenharia Elétrica

comparaÇÃo de custos entre fornecimento de energia

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