O CRESCIMENTO DA ENERGIA SOLAR

E SEU IMPACTO PELO MUNDO

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Quando Edmond Bequerel observou pela primeira vez o efeito fotovoltaico em 1839, não imaginava o papel fundamental que a energia solar teria enquanto fonte alternativa para a produção de eletricidade no século XXI. Na antiguidade, a importância do Sol em nosso planeta já era cultuada por diversas crenças em todo o mundo. Entretanto, a viabilidade econômica para se transformar a energia do sol em energia elétrica é algo relativamente recente, mas que já demonstra ser uma tendência para a matriz energética mundial.

Em 2015, as usinas solares representavam 1,2% da eletricidade produzida no mundo, mas as projeções para os próximos 15 anos são bastante otimistas: estima-se que a energia solar venha a representar de 8 a 13% da produção mundial. Já a geração distribuída, produzida de forma descentralizada pelos próprios consumidores, teve um crescimento bastante acelerado ao redor do mundo nos últimos anos. Estima-se que, no Brasil, painéis fotovoltaicos deverão estar presentes em 18% dos domicílios até 2050, segundo dados do Plano Nacional de Energia.

Independente do modelo, a verdade é que a energia solar representa uma ponte para o futuro, uma maneira mais sustentável e também rentável de produzir eletricidade. E quem se interessa pelo assunto ou deseja investir em energia solar já deve ter se deparado com diversas dúvidas sobre aspectos técnicos da tecnologia, mas principalmente sobre o retorno financeiro que se pode obter com a energia do sol: será mesmo que vale a pena?

Trazemos este e-book para você entender um pouco mais sobre a energia solar e aspectos financeiros relacionados a ela, principalmente, para você tirar suas próprias conclusões se gerar sua própria energia a partir do sol vale a pena ou não.

INTRODUÇÃO

Bom proveito!

Equipe ENGIE Geração Solar Distribuída

CAPÍTULO 1

Entendendo aEnergia Solar

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O Sol é a estrela central do Sistema Solar. Devido à sua enorme massa, a força gravitacional exercida por ele faz com que todos os planetas girem ao seu redor. Fundamental para a manutenção da vida na Terra, os raios solares podem ser aproveitados principalmente de duas diferentes formas por aqui: através da energia térmica, ou através da sua transformação em energia elétrica.

A energia térmica do Sol é mais fácil de compreender, pois nós sentimos na pele o calor que os raios de sol ocasionam em dias ensolarados, assim como sentimos bastante sua falta no frio do inverno. Segundo um artigo da Business Insider, se o Sol desaparecesse do Sistema Solar, a temperatura na Terra cairia para 0ºC em uma semana. Já ao longo de um ano, essa temperatura muito provavelmente chegaria a -100ºC.

Por outro lado, a utilização da energia solar para geração de energia elétrica ocorre através de um efeito físico-químico chamado efeito fotovoltaico, descoberto por Edmond Bequerel no século XIX. Em seus experimentos, o físico francês percebeu que a luz solar poderia gerar corrente elétrica, isso porque ela é composta por um conjunto de pequenas partículas de energia, chamadas fótons, que quando incidem sobre a superfície de uma material semicondutor (como o silício) são absorvidas e transportadas, gerando uma força eletromotriz que faz os elétrons se movimentarem, transformando energia solar em uma corrente elétrica, assim gerando eletricidade.

Energia Solar TérmicaEntão a energia solar térmica serve apenas para aquecimento da água? Na verdade, não. Apesar de a energia solar térmica ser também usada para aquecer a água - uma tecnologia já bastante difundida no Brasil -, existe outra maneira de produzir eletricidade através da energia térmica do sol, a chamada Energia Heliotérmica ou Termossolar.

Neste tipo de produção de energia elétrica, a transformação é indireta, ou seja, a energia do Sol é transformada em energia térmica, que, por sua vez, será transformada em energia mecânica e, em seguida, em energia elétrica. De maneira simplificada, isso quer dizer que a radiação solar é captada e direcionada por refletores para um ponto comum: o receptor. Por isso, a tecnologia também é conhecida como Concentrating Solar Power, ou Energia Solar Concentrada. O acúmulo de calor proveniente dos raios solares esquenta um fluido (ar, água ou óleo) que passa através de um trocador de calor. Este fluido, por sua vez, será utilizado para acionar uma turbina, transformando o calor em energia mecânica. Por fim, a turbina irá acionar um gerador, que transformará a energia mecânica, finalmente, em energia elétrica.

Algumas usinas termossolares também possuem sistemas de armazenamento térmico. Quando a usina estiver produzindo energia além da demanda instantânea, ela é armazenada para ser despachada posteriormente, como durante a noite, quando o sol já se foi mas a usina continua suprindo eletricidade.

Funcionamento de uma usina termossolar

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Um dos pontos positivos do sistema heliotérmico é que, por envolver energia térmica, uma das formas de estocar esta eletricidade é através do armazenamento do calor, uma opção bem mais viável do que o armazenamento da eletricidade por baterias. Ainda assim, o grande número de etapas envolvidas nas transformações de energia que ocorrem acaba incorrendo em perdas consideráveis.

Energia Solar FotovoltaicaJá na produção de energia solar fotovoltaica, a energia do sol é diretamente transformada em elétrica através do efeito fotovoltaico, como explicado anteriormente. Ao contrário da energia heliotérmica, que requer obras de grande porte em função do seu formato de operação, a energia fotovoltaica é modular, podendo ser utilizada tanto em obras de grande porte como usinas, assim como em pequenas configurações, como em residências e comércios.

Portanto, a grande vantagem da energia solar fotovoltaica é a possibilidade de utilizá-la na Geração Distribuída (GD), que consiste na produção da eletricidade pelo próprio consumidor, seja ele de pequeno ou grande porte. Além de representar uma opção rentável financeiramente, o caráter descentralizado da geração distribuída permite que o consumidor gere a energia que consome, reduzindo o volume de produção das usinas de grande porte, que hoje chega a apresentar uma perda de 20% de eletricidade gerada ao longo das linhas de transmissão.

Instalação de painéis fotovoltaicosEm função do seu caráter modular, painéis fotovoltaicos são agrupados em conjuntos, podendo resultar em sistemas dos mais variados tamanhos para atender as mais variadas necessidades energéticas. Um sistema fotovoltaico é composto dos seguintes elementos: painéis solares, estruturas metálicas para a fixação dos painéis, cabos e conectores, dispositivos de proteção, e um inversor, que converte corrente elétrica contínua em corrente alternada, padrão da rede.

Para a instalação de painéis fotovoltaicos, primeiramente é elaborado um projeto que definirá o local mais adequado e dimensionará o sistema de acordo com as necessidades do cliente e a disponibilidade de área do local. Após a conclusão do projeto, segue uma visita técnica para que sejam comprovadas as condições elétricas e civis para a instalação do sistema, e por final, é agendada e realizada a instalação.

Vale lembrar que para o sistema funcionar adequadamente, há um processo burocrático junto à distribuidora de energia para que o sistema seja conectado à rede. Portanto, é importante que a empresa responsável pela instalação também se responsabilize pelas solicitações e acompanhe o processo junto à distribuidora. Para saber um pouco mais sobre o processo de instalação da ENGIE Solar,confira este infográfico.

Escolhendo o fornecedorAssim como com qualquer fornecedor de serviço, é importante pesquisar o histórico de mercado ou reclamações sobre o fornecedor de soluções em energia solar fotovoltaica, além de pedir informações sobre suporte técnico e garantias. Procurar por indicações, analisar se as informações do site e das redes sociais são atualizadas, mas principalmente checar se os produtos oferecidos na solução são confiáveis - como esta é uma tecnologia bastante consolidada em diversos países, há diversos fabricantes de painéis e inversores, portanto é muito importante pesquisar e descobrir se os produtos

oferecidos na solução são confiáveis ou não. Estas são algumas dicas que podem garantir o sucesso na escolha por uma empresa integradora de energia solar fotovoltaica. No que diz respeito à qualidade dos equipamentos, o INMETRO já possui certificação para painéis solares. No entanto, apenas a certificação não garantirá que o produto de fato atenda a requisitos internacionais de qualidade. De todos os requisitos levados em consideração por padrões internacionais, a certificação INMETRO contempla apenas um. Por isso, caso tenha ofertas diferentes, solicite as fichas técnicas dos equipamentos para

que você possa comparar as soluções além do preço oferecido. Além disso, é fundamental checar as garantias oferecidas pelos fabricantes dos equipamentos, desta forma você não precisará se preocupar com avariase falhas.

CAPÍTULO 2

Eficiência Solarem números

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Como já mencionamos, o aproveitamento solar para a geração de energia não provoca a emissão de poluentes, tampouco de gases do efeito estufa, o que significa que essa fonte pode ser considerada limpa e não contribui para a potencialização dos impactos negativos promovidos pelas mudanças climáticas. A energia solar, portanto, pode ser utilizada como alternativa às fontes de energia a base de combustíveis fósseis, possibilitando a diversificação da matriz energética. A energia solar também possui uma grande flexibilidade quando se trata da instalação das unidades geradoras, o que favorece a ampliação da gama de aplicações. É possível instalar painéis de geração fotovoltaica em diversos locais, principalmente aproveitando instalações preexistentes, como é o caso de telhados, fachadas e edificações. Já as usinas fotovoltaicas de grande porte e as usinas termossolares ficam localizadas em locais com grande

incidência de irradiação solar, geralmente longe dos centros urbanos e livres de qualquer conflito para o uso do solo.

Como na geração distribuída os sistemas fotovoltaicos são descentralizados e independentes, possibilitam que a instalação possa ser feita em áreas isoladas ou de difícil acesso, levando energia mesmo à comunidades e populações de áreas remotas.Além dos sistemas serem descentralizados na geração distribuída, também é possível instalá-los em áreas isoladas ou de difícil acesso. Estes sistemas são chamados de off-grid, pois não estão conectados à rede elétrica. Apesar de menos frequentes que os sistemas conectados à rede (on-grid), eles possibilitam a entrega de energia à comunidades e populações remotas. Salienta-se também o fato de que sistemas fotovoltaicos poupam os impactos ambientais decorrentes da instalação de linhas de transmissão, bem como evitam as perdas associadas à própria transmissão de energia.

A energia solar não oferece riscos à saúde humana, tampouco impacta negativamente a fauna e a flora, como é o caso de usinas térmicas, por exemplo. Em termos de benefícios socioeconômicos, a energia solar permite a geração de empregos e renda, especialmente em regiões de baixo desenvolvimento econômico. Por fim, outro benefício que devemos destacar é o fato de que a energia solar estimula a investigação de novas tecnologias que irão garantir um melhor aproveitamento dos recursos energéticos no futuro.

Apesar de todos os benefícios da energia solar, muitas pessoas ainda pensam que o custo benefício de se investir em um sistema fotovoltaico não compensa. Por isso, trazemos este e-book para que você possa tirar suas próprias conclusões sobre os benefícios econômicos que você pode ter, de forma limpa e sustentável.

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Payback = Tempo de retorno do investimentoO Payback representa o tempo necessário para que o custo de instalação se pague e, a partir de então, passe a dar lucro para o proprietário. Para fazer este cálculo é preciso fazer o levantamento do custo total do investimento e dividi-lo pela economia proporcionada mensalmente.

O cálculo do payback de um sistema fotovoltaico deve portanto levar em consideração o investimento realizado, a geração média mensal do sistema fotovoltaico, e uma projeção no valor das tarifas de energia. No Brasil, o payback varia bastante em função da irradiação e tarifa - quanto maiores estes valores, menor será o payback do sistema. Portanto, caso fosse feita uma estimativa nacional, o tempo de retorno do investimento pode ser menor do que 5 anos ou mesmo maior do que 8 anos. Como estes sistemas possuem mais de 25 anos de vida útil, perceba que mesmo que o sistema se pague em 8 anos, serão mais de 17 anos de energia gratuita!

Como o retorno depende dos fatores como a tarifa da energia elétrica da cidade, o fornecedor contratado e o tamanho do sistema a ser instalado, cada caso precisa ser estudado individualmente, podendo o paybackvariar bastante.

Para ter uma ideia do custo evitado por um sistema fotovoltaico, a ENGIE Solar disponibiliza em sua página um Simulador de Economia que demonstra qual a eficiência da produção fotovoltaica na sua região, o tamanho da área necessária para a instalação, a porcentagem de economia que este sistema será capaz de fornecer assim como uma estimativa anual de quantos reais poderão ser economizados.

Retorno sobre o investimentoOutra forma de se compreender o benefício obtido pela aquisição de um sistema fotovoltaico é através do cálculo da taxa de retorno sobre o investimento. Para calcular qual a taxa de retorno anual ao se investir em um sistema fotovoltaico, basta verificar qual é a proporção entre a economia obtida anualmente através do sistema e o investimento realizado. Veja por exemplo o caso de um sistema de 2,65 kWp, suficiente para uma casa com duas pessoas, cujo investimento gire em torno de R$19.000,00. No primeiro ano, este sistema gerará em torno de 3.900 kWh, o que representa um custo evitado de aproximadamente R$3.200,00, de acordo com a tarifa de energia residencial vigente na cidade do Rio de Janeiro. Assim, sua rentabilidade será dada por:

Ou seja, neste caso, com um sistema fotovoltaico, é possível ter uma rentabilidade de 16,8% com um investimento de baixo risco, visto que as projeções de geração do sistema dependem apenas de condições climáticas e são baseadas em médias históricas. Veja um comparativo com outros investimento convencionais, e perceba como um sistema fotovoltaico pode ser mais rentável do queoutras alternativas:

Fonte: http://minhaseconomias.com.br/blog/investimentos/melhores-investimentos-2015

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Levelized Cost of Energy (Custo Nivelado de Energia)O LCOE (Levelized Cost Of Energy), traduzido em português para Custo Nivelado de Energia, é uma métrica para definir o custo de produção de energia por uma determinada fonte de geração. Por isso, pode ser utilizada para comparação entre diferentes fontes de energia.

Para este cálculo também são levados em consideração todos os custos da produção ao longo da vida útil do sistema. Por exemplo, em relação à produção de energia por uma fonte de energia não renovável, como os combustíveis fósseis, esse valor é definido pelo custo da obtenção do combustível, da manutenção da usina, etc. Já na energia fotovoltaica, incluem-se os custos dos materiais, projeto, instalação, manutenção, entre outros, ao longo de 25 anos de vida útil do sistema (sendo que o sistema continuará gerando após este período).

Esta métrica permite entendermos um sistema fotovoltaico como um grande pacote de energia, pelo qual será pago um determinado valor, e que lhe proporcionará uma determinada quantidade de energia. Perceba que o valor obtido pelo LCOE é em reais por kWh gerado, portanto ele pode ser diretamente comparado com o valor da tarifa de energia que é paga pelo consumidor. Veja o seguinte exemplo: digamos que um sistema fotovoltaico de 4,77 kWp em Belo Horizonte-MG, suficiente para abastecer uma casa com 4 pessoas, tem um valor total aproximado de R$ 30.000,00. Ao longo de 25 anos, este sistema gerará aproximadamente 168 MWh, ou seja, 168.000 kWh. Portanto, seu LCOE será calculado da seguinte forma:

Para fins comparativos, a tarifa vigente para consumidor residencial em Belo Horizonte é de aproximadamente R$ 0,82/kWh, logo, a tarifa de energia é mais de 4 vezes maior que o LCOE do sistema! Esta é mais uma evidência de como sistemas fotovoltaicos podem ser extremamente rentáveis.

Os preços já estão em patamares muito baixosApesar de muitas pessoas acreditarem que o investimento ainda não justifica a aquisição de um sistema fotovoltaico (apesar de já termos mostrado com números que se trata de um ótimo investimento), o preço da tecnologia já está em níveis bastante baixos. O gráfico à seguir mostra a evolução dos preços dos painéis fotovoltaicos desde 1977, quando começaram ser comercializados.

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A área laranja demonstra o custo por unidade de potência (US$/Wp) ao longo dos anos, enquanto a área azul representa a capacidade instalada em GWp em todo mundo. Perceba que há uma relação intrínseca entre o custo unitário e a produção da tecnologia - esta relação é dada pela chamada Lei de Swanson:

“O preço da tecnologia é reduzido em 20% a medida que a produção da tecnologia duplica”.

Custo da tecnologia ao longo dos anos x Capacidade Instalada.

Portanto, quando há pouca capacidade instalada, os preços tendem a cair com facilidade. Entretanto, à medida que o volume de instalações aumenta, torna-se cada vez mais difícil que o preço da tecnologia caia. Em 1977, bastava que 1 MW adicional fosse instalado para que o preço da tecnologia fosse reduzido em mais de 50%. Hoje, é preciso que mais que 200.000 MW sejam instalados para que se obtenha uma redução de 20% - e este número só tende a aumentar. Para se ter uma ideia do que isso representa, a capacidade instalada total do Brasil, incluindo todas as fontes possíveis de geração, é de 150.000 MW. Portanto, podemos concluir que, caso os preços caiam, será pouco, e irá demorar para acontecer.

Esta observação da Lei de Swanson foi publicada pela primeira vez em 2012 na The Economist, mas já vinha sendo aplicada de forma extensiva na indústria fotovoltaica desde os anos 90. A estimativa foi feita através do método chamado de Curva de Aprendizado, originalmente desenvolvido para aplicação na indústria da aeronáutica nos anos 30.

Fonte: The Economist e Instituto de Energia e Ambiente da USP

CAPÍTULO 3

Incentivo paraEnergia Solar

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Seguindo a tendência mundial de incentivos governamentais na energia solar, o governo brasileiro também vem implementando algumas políticas buscando contribuir para a difusão da tecnologiano país.

Resolução 482/2012 - ANEELEm 2012, a ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica – estabeleceu algumas regras para a microgeração e a minigeração distribuída de energia solar por particulares. A Resolução Normativa n.º 482 foi o primeiro ato regulatório a permitir o sistema de compensação, onde a energia excedente produzida por painéis fotovoltaicos instalados em telhados gera créditos que podem ser compensados, abatendo assim os custos da conta de luz. Este sistema de compensação é conhecido mundialmente como net-metering. Apesar de não se tratar essencialmente de um incentivo, ele representa o marco inicial da geração solar distribuída no Brasil.

Resolução 687/2015 - ANEELApós 3 anos da publicação da R.N. 482, algumas regras ainda precisavam ser ajustadas e outras implementadas para que a geração distribuída pudesse ser melhor aproveitada. Assim, deu-se origem à Resolução Normativa nº 687 de 2015. Neste novo ato regulatório, a ANEEL estabeleceu novas regras que passaram a valer desde 1o de Março de 2016. Podemos destacar alguns pontos da resolução como a mudança dos limites de capacidade instalada para micro- e minigeração, a redução na burocracia de conexão dos sistemas, a ratificação do “auto-consumo” remoto e a criação da figura de geração compartilhada.

Convênio nº 101/97 - CONFAZEste convênio isenta de Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Serviços (ICMS) as operações que envolvam diversos equipamentos para a geração de energia elétrica por energia solar e eólica. Entre os equipamentos que o convênio abrange estão geradores fotovoltaicos, células solares e conversores.

Convênio ICMS nº 16/2015 – CONFAZJá o Convênio nº 16 do Conselho Nacional de Política Fazendária (CONFAZ) diz respeito à cobrança de ICMS sobre a energia injetada na rede, isentando os estados participantes a realizarem tal cobrança. Este convênio, apesar de contribuir para a redução do tempo de payback de sistemas fotovoltaicos, na verdade não se trata de um incentivo e sim da correção de um desequilíbrio ocasionado pelo Convênio 06 de 2013, que estabelecia que a cobrança de ICMS deveria ser sobre o consumo bruto e não sobre o consumo líquido de energia, após o abatimento da energia gerada pelo sistema fotovoltaico. Antes do CONFAZ/16, os microgeradores pagavam impostos sobre a energia gerada por eles mesmos, entretanto, até o momento 20 estados e o Distrito Federal já aderiram ao novo convênio, isentando a cobrança indevida de ICMS.

PLS 167/2013 – PL 8322/2014Em 2013, o Senado Federal aprovou a Projeto de Lei do Senado nº 167. Com isso, o projeto previa a isenção de Impostos sobre Produtos Industrializados (IPI) para painéis fotovoltaicos e similares. Posteriormente, em função de cláusulas adicionais, elementos acessórios como cabos, conectores, estruturas de suporte passaram a integrar a listagem de itens e podem ficar

livres do Imposto sobre Produtos Industrializados (IPI),. Já outros equipamentos, como os painéis fotovoltaicos, também teriam isenção de PIS/Pasep e Cofins. O projeto de lei, que passou por modificações desde sua redação original e tornou o PL 8322/2014, atualmente tramita entre as Comissões da Câmarade Deputados.

ProGD - Ministério de Minas e EnergiaCriado para estimular a geração distribuída, o ProGD do Ministério de Minas e Energia tem como objetivo criar linhas de crédito e formas de financiamento para a instalação destes sistemas em residências, comércio e indústrias. É considerado um dos incentivos governamentais mais completos em relação a implementação de energia solar e também pretende estabelecer valores de referência para a venda de energia de fonte solar, estruturar a comercialização desta eletricidade excedente e promover a atração de investimentos para a nacionalização de tecnologias em energias renováveis.

PRONAF ECODiversas instituições bancárias já possuem linhas de crédito que favorecem os consumidores que desejam investir na adoção de tecnologias renováveis. É o caso do PRONAF ECO (Programa Nacional de Fortalecimento da Agricultura Familiar), destinado a produtores familiares para o investimento em tecnologias de energia renovável. O limite beneficiário é de até R$ 165 mil, com prazo de até 12 anos para o pagamento.

Esperamos que este e-book tenha lhe ajudado a entender um pouco mais a respeito dos benefícios financeiros que a energia solar fotovoltaica pode proporcionar a quem investe em energia limpa e sustentável. Além de ajudar o meio-ambiente, a energia solar é comprovadamente um excelente investimento que os brasileiros vêm descobrindo aos poucos, mas que sem dúvidas estará presente em milhões de casas Brasil afora dentro de poucos anos. Que tal gerar sua própria energia através do Sol hoje mesmo?

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ENGIE SOLAR

Em abril de 2016, a ENGIE, maior produ-tora independente de energia do mundo com mais de 150.000 colaboradores es-palhados em 70 países, ingressou no mer-cado de geração solar distribuída, dando origem à ENGIE Solar. Desenvolvemos nossos negócios baseados num modelo de crescimento sustentável, buscando de-sta forma enfrentar os maiores desafios da transição energética para uma econo-mia de baixo carbono: o acesso à energia sustentável, a mitigação e adaptação às mudanças climáticas, a segurança de su-primento e, acima de tudo, o uso racional dos recursos naturais.

PRODUTOS E SERVIÇOS

A ENGIE Solar simplifica a energia foto-voltaica, oferecendo serviços completos de engenharia, seleção de equipamentos e instalação para a entrega do sistema em operação. Nossos clientes experimentam um processo de implantação coordenado, enquanto nossa equipe gerencia todos os aspectos do projeto, entregando um siste-ma completo e inteiramente integrado ao local de instalação.

SOBRE A ENGIE

A ENGIE é a maior produtora indepen-dente de energia do mundo. Referência global, atuamos nos setores de geração de energia, eficiência energética e tecno-logia digital buscando o acesso à energia sustentável, a mitigação e adaptação às mudanças climáticas e o uso racional dos recursos naturais.

Além de serviços energéticos, o grupo também atua na integração de sistemas, desenvolve soluções em telecomuni-cações, gerenciamento de risco, mobili-dade urbana, iluminação pública, segu-rança pública, entre outros.

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