Alguns fatores influenciam diretamente na forma como os cálculos de como dimensionar um sistema solar fotovoltaico são feitos. Um deles é o grupo a qual o consumidor pertence, assim como a área disponível para a instalação dos equipamentos, o sombreamento no local e a modalidade tarifária.
Todos esses aspectos devem ser analisados com cuidado. No caso de clientes enquadrados no grupo tarifário A (atendidos por tensão superior a 2,3 kV), a geração de energia de energia do sistema solar fotovoltaico deve ser suficiente para suprir o consumo dos postos de ponta e fora de ponta. É sobre esse grupo que falaremos neste texto.
Vale considerar que a energia solar é gerada apenas enquanto há sol, ou seja, no horário fora de ponta. Sendo assim, é necessário considerar a relação entre as tarifas dos postos para abatimento do consumo no período em que a energia é mais cara.
No artigo a seguir, vamos falar mais sobre os consumidores que fazem parte desse grupo, o que dizem as resoluções normativas da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e, por fim, como é feito o cálculo do dimensionamento nesses casos. Confira!
Quem são os consumidores do Grupo A?
Estão enquadrados no Grupo A os consumidores que possuem alimentação em média tensão, ou seja, superior a 2,3 kV. São unidades consumidoras de médio e grande portes, como indústrias, supermercados, grandes propriedades rurais, shopping centers, universidades, entre outros.
Esses clientes recebem energia elétrica em média tensão e possuem um transformador próprio para rebaixá-la em 127 V, 220 V ou 380 V – ou seja, níveis em que o consumo ocorre de fato, com baixa tensão.
Outra especificidade dos clientes pertencentes ao Grupo A é que eles têm sua conta dividida em duas partes. Isso porque eles pagam pela energia consumida (que é variável) e pela demanda contratada (essa, por sua vez, é fixa).
Acontece que as tarifas de energia e demanda contratada podem variar de acordo com o período do dia em que houve o consumo. A isso dá-se o nome de postos tarifários, que são os horários de ponta e fora de ponta.
Para ficar claro: o horário de ponta é o período do dia no qual há maior demanda por energia, enquanto o horário fora de ponta é quando há menor demanda. Geralmente, o horário de ponta é entre as horas finais de trabalho e o início da noite (entre 17h e 21h), enquanto o fora de ponta é durante o dia e a madrugada.
É comum haver certa confusão em relação à demanda contratada e a energia consumida. Nesse sentido, o que pode ajudar a diferenciar esses dois conceitos é lembrar que a demanda contratada diz respeito à potência, que é medida em kW, enquanto que a energia consumida é medida em kWh.
A potência está relacionada com a carga instalada, ou seja, com a quantidade e a potência dos equipamentos que o local possui. Já a energia consumida está associada ao consumo mensal do imóvel.
O que diferencia o consumidor do Grupo A dos demais é que ele paga por esses dois aspectos. Isso significa que, além de pagar pela energia consumida mensalmente, ele também paga pelo direito de ter uma demanda contratada, que garante que todos os seus equipamentos e máquinas poderão funcionar adequadamente.
Agora que já ficou claro o que define o Grupo A, que tal conferir o que a Agência Nacional de Energia Elétrica tem a dizer sobre essa classe de consumidores? Confira a seguir.
O que diz a ANEEL?
Há duas principais Resoluções Normativas da ANEEL que devem ser consultadas quando o assunto são os consumidores do Grupo A. São elas a RN 482 e a RN 1.059, que determinam pontos importantes para clientes pertencentes a esse grupo que desejam instalar um sistema fotovoltaico.
Essas normas definem que o limite de potência de um sistema fotovoltaico para esses clientes deve ser igual ao valor da demanda contratada em kW. Independente da energia consumida no mês, é preciso pagar por essa demanda.
Em relação à energia injetada na rede da concessionária, sua compensação deve ocorrer primeiramente no posto tarifário no qual ocorreu a geração. Isso indica que a compensação dos créditos de energia deve ser feita prioritariamente com o valor da energia correspondente ao horário em que ela foi produzida.
No caso dos sistemas fotovoltaicos, a geração de energia se dá durante o dia, quando há mais luz solar – ou seja, no horário fora de ponta. Isso, de certa forma, pode representar uma desvantagem, já que há a geração de energia quando ela é mais barata, sendo que a principal demanda por energia é durante a noite, quando se paga mais caro por ela.
A compensação da energia consumida no horário de ponta se dá somente após a compensação total da energia consumida no horário fora de ponta (posto tarifário no qual a geração de energia ocorreu). Assim, a compensação será feita conforme o fator de correção dado pelas tarifas de energia no horário de ponta e fora de ponta.
Os detalhes descritos nessas normas precisam ser levados em conta para que o dimensionamento do sistema solar fotovoltaico seja realizado de forma correta pela empresa responsável pelo projeto e instalação. Além das especificidades normativas, há outros dados que precisam ser levados em consideração, conforme veremos a seguir.
Quais informações são necessárias para o dimensionamento?
Para realizar o dimensionamento de maneira adequada, é preciso reunir algumas informações que ficam contidas na fatura de energia elétrica do consumidor. São elas:
- Tarifa Ponta (R$/kWh): o valor cobrado pelo consumo no horário de ponta;
- Tarifa Fora Ponta (R$/kWh): o valor cobrado pelo consumo no horário fora ponta;
- Consumo médio Ponta (kWh): a média aritmética do consumo dos 12 últimos meses no posto de ponta (soma-se os consumos em kWh e o resultado é dividido por 12);
- Consumo médio Fora Ponta (kWh): a média dos 12 últimos meses do consumo fora de ponta.
Além dos dados presentes na fatura de energia, há algumas outras informações importantes que devem ser consultadas ou definidas, como a irradiância média do local onde será instalado o sistema, a demanda contratada pelo consumidor, e a disponibilidade de espaço físico onde será feita a instalação. Confira em detalhes a seguir.
Irradiância média
A irradiância solar é uma medida da quantidade de energia solar que atinge uma determinada área em um determinado período de tempo. Ela descreve a intensidade da radiação solar incidente sobre uma superfície, e por isso é um fator crucial para a geração de energia solar. O valor de irradiância média é definido em kWh/m² por dia.
Quanto maior a irradiância solar, mais luz solar está disponível para ser convertida em energia elétrica pelos painéis solares. Portanto, em dias ensolarados e locais com alta radiação solar, a geração de energia será maior.
Ao considerar a irradiância solar em conjunto com outros aspectos, é possível dimensionar sistemas fotovoltaicos mais eficazes. Para descobrir a irradiância média do local onde será instalado o sistema fotovoltaico, acesse o site do Centro de Referência para Energia Solar e Eólica e informe as coordenadas geográficas.
Demanda contratada
Outro fator importante a ser considerado na hora de dimensionar um sistema fotovoltaico é a demanda contratada, já que a potência AC do sistema está limitada a este fator. A potência AC é a soma das potências máximas CA dos inversores.
Um consumidor com demanda contratada de 200 kW, por exemplo, pode instalar um sistema solar fotovoltaico com potência AC de, no máximo, 200 kW.
Se a potência AC do projeto ultrapassar a demanda contratada, é preciso realizar a solicitação do aumento da demanda junto à concessionária de energia. Esse procedimento deve ser feito antes da instalação, ou seja, apenas após a resposta da concessionária é que o consumidor saberá se pode realmente instalar o sistema fotovoltaico desejado.
Pode acontecer do aumento da demanda ser negado pela concessionária, o que geralmente se deve a razões técnicas.
Em muitos casos, o aumento da demanda precisa ser feito junto da troca do transformador, a reforma da cabine de força do local e adequação de cabos de entrada, proteção e medição – o que representa custos adicionais ao projeto fotovoltaico. Ainda assim, o retorno que o sistema oferece geralmente compensa o custo adicional envolvido no aumento da demanda.
Disponibilidade de espaço físico
A disponibilidade de área para a instalação dos painéis solares também pode limitar a potência de instalação. É preciso comparar a área que o cliente tem disponível (seja no telhado ou no solo) com a área demandada pela instalação dos painéis, levando em conta o tipo de estrutura de fixação e o espaçamento entre as linhas de painéis para permitir a manutenção dos equipamentos.
Caso a instalação seja realizada no solo, também é preciso levar em consideração a área de corredor (espaço entre as fileiras de painéis), a área das ruas que circundam a usina solar e a área ocupada por eletrocentros e inversores.
Esses são os principais aspectos que interferem no dimensionamento de um sistema solar fotovoltaico. A seguir, veremos alguns exemplos de como esse cálculo pode ser feito para consumidores do grupo A.
Como fazer o dimensionamento?
O cálculo do dimensionamento de um sistema solar fotovoltaico começa ao obter a razão entre as tarifas de ponta e fora de ponta.
O valor obtido nesta primeira conta será usado posteriormente para estimar qual será a geração necessária no período ensolarado para suprir a energia consumida no horário de ponta, que são as três horas mais caras do dia. Incluímos abaixo a fórmula que pode ser usada para obter esse dado:
Feito esse cálculo, o próximo passo é definir a geração necessária, em kWh.
Em seguida, pode-se obter a potência do sistema, dado que é definido da seguinte forma:
Na fórmula acima, o valor 0,15 representa 15% de perdas estimadas. Desse modo, (1 – 0,15) representa a performance do sistema solar fotovoltaico. Nesse último passo, utilize a Geração Necessária dividida pela irradiância diária do local onde será instalado o sistema.
De acordo com o módulo disponível para compor o sistema fotovoltaico, é possível estimar a área necessária para a instalação do sistema, dividindo a potência do mesmo pela potência do módulo, com o valor sendo arredondado para cima.
A potência do sistema (obtida em kWp a partir da última conta acima) diz respeito à energia gerada pelo arranjo dos módulos fotovoltaicos.
Vale lembrar, no entanto, que os inversores geralmente possuem uma margem de sobrecarga, que pode variar entre 30% e 50% – ou seja, esses equipamentos suportam de 30% a 50% o valor de suas potências nominais, o que significa que sua potência total pode ser obtida da seguinte forma:
Lembre-se que, no caso de consumidores do Grupo A, a demanda contratada (kW) limita a potência instalada do sistema. A potência instalada é o menor valor entre a potência do arranjo dos módulos fotovoltaicos e a potência total dos inversores. Caso a potência instalada ultrapasse a demanda contratada, é preciso solicitar o ajuste da demanda à concessionária de energia.
Nem sempre esse ajuste é necessário. Veremos a seguir um exemplo de cálculo realizado em dimensionamento para a compensação total de energia, sem aumento de demanda contratada. Considere as seguintes informações:
- Tipo tarifário: Horo sazonal verde;
- Tarifa TE Ponta: R$ 0,530;
- Tarifa TE Fora Ponta: R$ 0,337;
- Demanda Contratada: 700 kW;
- Consumo Médio Ponta: 4.912 kWh;
- Consumo Médio Fora Ponta: 47.782 kWh.
Esses dados foram tirados da fatura de energia e, a partir deles, é possível calcular a potência necessária para o atendimento do consumo total do cliente. Considere o fator de correção (FC) para compensação no horário de ponta como 1,573. Usando esse exemplo, temos:
Geração necessária = 47782 + (1,573 x 4912) = 55509 kWh/mês
No caso, a geração necessária foi transformada em uma base de tempo diária – basta dividir o valor pelos 30 dias de um mês. Considerando 15% de perdas do sistema e substituindo os valores, obtemos a potência necessária:
Potência CC do sistema FV = 1850 / [ 4,91 x (1 – 0,15) ] = 443,27 kWp
Esse valor deve ser ajustado conforme a potência dos painéis fotovoltaicos escolhidos. Ao usar painéis de 370 W, seria possível incluir 1.200 painéis, com a potência total do sistema de 444 kWp.
Para definir a potência total nas saídas dos inversores, vamos utilizar uma margem de sobrecarga de 25%. Assim, temos o seguinte resultado:
Potência CA do sistema FV = Potência CC do sistema FV / 1,25 = 355,2 kW
Levando em consideração um inversor com potência CA de 60 kW, por exemplo, seria possível utilizar 6 inversores, obtendo uma potência total de 360 kW.
Como a potência máxima do sistema é limitada pela demanda contratada, é preciso comparar a potência CA do sistema (360 kW) com a demanda contratada, que no dado exemplo é de 700 kW.
Neste caso, como a potência CA do sistema é menor que a demanda contratada, é possível realizar a instalação sem fazer qualquer alteração. Não deixe de considerar se o cliente possui área disponível para instalar o sistema fotovoltaico de acordo com o projeto que foi desenvolvido.
Por fim, vale pontuar que o valor das tarifas e da demanda e seus respectivos aumentos influenciam na viabilidade econômica de um sistema fotovoltaico.
Caso as tarifas não estejam devidamente informadas na fatura do cliente, é possível encontrá-las nos processos tarifários da ANEEL. Tudo isso deve ser considerado para obter uma análise apurada a ser passada para o consumidor que deseja instalar essa tecnologia.
O que achou deste artigo? Continue acompanhando nosso blog para conferir mais materiais com dicas interessantes e valiosas para sua empresa de energia solar!
10 Motivos para ser um integrador Solfácil
A Solfácil é conhecida por sua grande presença no sistema de financiamento de energia solar, no entanto, a organização oferece diversas facilidades e recursos para o integrador, o que resulta no melhor ecossistema para o profissional de energia solar, e nesse post falaremos mais sobre todos esses pontos.
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