SOLAR ENERGY IN A CONSUMER UNIT IN THE ON-GRID PHOTOVOLTAIC SYSTEM
Autor: José Anderson de Alencar Ramos¹
Coautor: Ronaldo Guimarães Santos²
Orientador: Jardel Claudino Pereira Santos³
RESUMO
Com o aumento do valor da energia elétrica a energia renovável tornou se uma opção melhor e mais econômica, que faz bem ao consumidor e ao meio ambiente. Essa energia natural, fotovoltaica ou energia solar é apresentada como uma válvula de escape em Manaus e no Brasil, ou seja, uma outra possibilidade de energia. Aqui apresenta-se o sistema on-grid, onde o valor da fatura de energia é reduzido pelo fato de abater o seu consumo na sua geração de energia, apresenta-se também os resultados demostrando as finanças e a diferença do antes e depois do consumidor aderir ao sistema on-grid, de energia solar em Manaus. Esse estudo é de caráter bibliográfico, com base em resultados de uma energia cada vez mais visibilizada, a energia solar. O objetivo principal desse artigo é analisar o sistema on-grid e de como esse sistema contribui, atualmente na geração e economia de energia. Ajuda a descrever e comparar os resultados com a geração de energia das concessionárias. Traz um certo destaque ao mundo uma outra proposta e método de consumo de energia, mostra que o Brasil pode ser um enorme líder de geração de energia limpa, bem como Manaus e seu clima quente, que todo ano a energia solar é muito bem generosa.
Palavras-chave: Energia Solar; On Grid; Finanças.
1 INTRODUÇÃO
Este trabalho contextualiza a produção de eletricidade por fonte de energia solar e introduz pesquisas em sistemas fotovoltaicos, sistemas conectados à rede on grid. Portanto, este artigo apresenta um estudo de caso no sistema fotovoltaico em uma unidade consumidora de Manaus.
O mundo está passando por uma grande transição energética e o crescimento sem precedentes de fontes de energia renováveis, especialmente de fontes solares e (IRENA, 2019a).
A energia fotovoltaica é renovável porque é produzida inteiramente a partir da luz solar. Além disso, é uma escolha silenciosa e sustentável e de pouco impacto ambiental nos locais de instalação.
Energia solar aumentou capacidade instalada em 2017, mas que a do que carvão, gás e usinas nucleares combinadas. Em 2018, repetiu-se alcance, 102 GW, em segundo o carvão, 50 GW, seguido da eólica, com 9 GW, e do gás natural, com 6 GW. (SOLARPOWER EUROPE, 2019). O ano de 2020 se repete em linha com a tendência dominante de energia solar como a tecnologia com maior capacidade instalada a cada ano. Apesar da pandemia, eles tinham 141 GW de capacidade instalada no mundo (PVTECH, 2021).
2 NORMAS PARA ENERGIA SOLAR CONFORME RESOLUÇÃO DA ANEL
De acordo com a Resolução Normativa 482 da ANEEL de 17 de abril de 2012, o acesso da microgeração e da minigeração distribuída aos sistemas nacionais de distribuição de energia elétrica (redes de energia das concessionárias) é permitido por meio dos padrões criados pela Resolução 482 da ANEEL). Desta forma, qualquer consumidor ativamente registado no Ministério das Finanças através de CPF ou CNPJ pode ser autorizado a ligar-se ao seu sistema de produção de eletricidade a partir de fontes renováveis (hidráulica, solar, eólica, biomassa ou cogeração qualificada), em paralelo com as redes de distribuição das distribuidoras das respectivas concessionárias (ANEEL, 2019).
A microprodução e a mini produção se dividem em: a) Microgeração – Sistema gerador de energia elétrica, com potência instalada inferior ou igual a 100 kW (quilowatts) e que utilize das fontes citadas anteriormente; b) Minigeração – Sistema gerador de energia elétrica, com potência instalada superior a 100 kW e menor ou igual a 1 MW (megawatts) e que também utilize das fontes citadas anteriormente (IBDEM, 2019).
Foi criado um sistema de compensação elétrica para regular o processo de injeção e consumo elétrico. Neste caso, a energia ativa alimentada na rede do sistema de produção de toda a unidade consumidora é emprestada gratuitamente à distribuidora local em watts, sendo então compensado o consumo ativo de energia elétrica do mesmo consumidor, também em watts um ou outro. Mas, ambos devem pertencer ao mesmo CPF ou CNPJ titular, devendo o consumidor definir a ordem de reembolso dessas unidades, com exceção da unidade geradora de consumo, cujo consumo deverá necessariamente ser reembolsado primeiro.
Nessa linha de pensamento, segue-se os créditos de energia, que são válidos e podem ser compensados por até 36 meses, pois a energia elétrica produzida pela instalação pode ser superior à energia consumida pela unidade consumidora, caso em que o crédito é acumulado para utilização nos meses posteriores (ANEEL, 2015).
Para medir a capacidade instalada das usinas geradoras, foi definido que para o grupo A (alta tensão) os consumidores atendidos com tensão de pelo menos 2,3 kV (quilovolts) ou em rede de distribuição subterrânea caracterizada por tarifa binomial (consumo e faturável). demanda), a capacidade total da usina geradora é limitada à conta de energia elétrica acordada da unidade consumidora para demanda. Para os consumidores do grupo B (baixa tensão), servidos por tensão inferior a 2,3 kV, caracterizados por tarifa monográfica (aplicável apenas ao consumo), a capacidade das instalações é limitada pela carga instalada do aparelho. Caso seja necessária a instalação de um sistema de produção de energia elétrica com capacidade superior à anterior, o consumidor tem a opção de solicitar um aumento da procura acordada, caso se trate de uma unidade de consumo do grupo A, ou um aumento instalado. cobrança no caso de unidade consumidora do grupo B (IBDEM, 2015).
Além disso, conforme resolução 482 da ANEEL, no faturamento desta energia fica estabelecido que; os consumidores do “Grupo A” deverão ser faturados, no mínimo, no valor correspondente à demanda pactuada. Porque é possível produzir eletricidade para cobrir integralmente os consumos ativos sem faturas adicionais. Nos restantes casos, a faturação é baseada no consumo de energia (ativa e reativa) fora de ponta e fora de ponta, caso em que o crédito de energia é deduzido do sistema de compensação no momento da sua criação. E mesmo após a compensação, se o crédito de energia produzido pelo aparelho for maior do que o consumido da rede, esse excedente pode ser utilizado para compensar o consumo de energia (tempo) e a relação energética da próxima estação. valores tarifários (TE) para diferentes estações tarifárias (horários), pois o valor de TE dê 1 kWh (quilowatt-hora) produzido fora de ponta é inferior ao valor de 1 kWh produzido em ponta. Aos consumidores do grupo B deverá ser faturado pelo menos o valor de disponibilidade de acesso à rede, caso não seja faturado o consumo ativo. Nos demais casos, o consumo ativo é considerado quando os créditos de energia já foram deduzidos do sistema de compensação da resolução 482 da ANEEL (IBDEM, 2015).
A decisão normativa nº. 687, de 2 4 de novembro de 2015, de 1º de março de 2016, a Resolução ANEEL 482 trouxe importantes inovações que afetaram diretamente o mercado de energia elétrica de micro e minigeradores distribuídos, criando nichos de mercado e oportunidades de negócios para os consumidores. Além disso, reduz o processo burocrático de ligação de plantas de reprodução a titulares de licenças poderosos, o que também beneficia diretamente a força de trabalho qualificada através da criação de novos empregos (IBDEM, 2015).
As mudanças mais importantes são a ampliação do prazo de utilização do crédito de energia, que passou de 36 meses para 60 meses; também o período de coordenação com o titular da licença do sistema de energia solar passou de 82 dias para 34 dias e a capacidade limite de micro e mini produção distribuída também mudou. Neste caso, se define: a) Microgeração – Sistema gerador de energia elétrica através de fontes renováveis, com potência instalada inferior ou igual a 75 kW; e b) Minigeração – Sistema gerador de energia elétrica, com potência instalada superior a 75 kW e menor ou igual a 3 MW (para fonte hídrica) menor ou igual a 5 MW para as demais fontes renováveis (Solar, eólica, biomassa e cogeração qualificada) (ANEEL, 2019).
Destaca-se ainda a criação de “melhorias e fortalecimentos”, caracterizados pela instalação, substituição ou reforma de todo o sistema de geração, visando manter a qualidade do serviço elétrico e aumentar a confiabilidade e capacidade de geração distribuída (IBDEM, 2019).
3 ENERGIA SOLAR
3.1 Energia Solar ou Energia Fotovoltaica
Segundo Fadigas (2012), um dos pioneiros no estudo do efeito fotovoltaico foi o físico francês Alexandre Edmond Becquerel, que descobriu em 1839 que a energia solar pode ser convertida em eletricidade. Ele conduziu experimentos usando eletrodos expostos à luz e imersos em um eletrólito.
De acordo com Matos (2006), a primeira célula solar feita de silício monocristal no foi desenvolvida em 1954 com uma eficiência de 6%. O químico Calvin Fuller, o físico Gerald L. Pearson e o engenheiro Daryl Chapin criaram essa tecnologia nos Estados Unidos e pela primeira vez implementaram células solares com esse tipo de material. Em 1959, em experimentos com células solares feitas de silício policristalino, foi desenvolvido um novo método de cultivo de cristais de silício, que culminaria nos custos de produção das células solares.
As fontes primárias de energia são aquelas disponíveis na natureza (CEMIG, 2012). Além desta afirmação, vale ressaltar que a energia solar ou fotovoltaica aumentou e produz energia útil, porque é uma energia limpa e inesgotável, levando em conta a escala de tempo da vida do planeta Terra deve ser considerada, como o Sol é uma estrela média que emite energia como resultado de reações de fusão nuclear de átomos de hidrogênio para formar hélio e, portanto, o Sol é uma das opções de energia mais eficaz da humanidade.
Essa energia é fornecida por meio de um conjunto de fontes disponíveis para suprir a demanda de energia – matriz energética. As fontes de energia não renováveis utilizam reservas naturais limitadas, com lentos processos de formação e curta existência em comparação com o rápido consumo pelo ser humano.
A luz solar é um bem gratuito, ilimitado e inalienável. Isso significa que, além de estar disponível para todos, não impede o acesso ou a disponibilidade para outras pessoas. Ao contrário da água doce e dos combustíveis fósseis, a luz solar é um recurso inesgotável na escala de tempo geológico do nosso planeta. Impactos ambientais recentes criaram buracos na camada de ozônio, que filtra os raios ultravioleta, prejudicando nossa saúde. Mas a radiação solar, fundamental para o ciclo da planta, não corre risco. As recentes mudanças antrópicas na dinâmica do clima causaram diferenças na regularidade das estações chuvosa e seca e mostraram aquecimento global alarmante (IPCC, 2014, p. 151).
De acordo com Portal Solare (2023), as vantagens da energia solar da energia solar são:
[…] é que se trata de um recurso completamente renovável, limpo e que não causa nenhum tipo de poluição, nem sonora, nem visual. Além disso, sua vida útil é longa – podendo durar até 25 anos! […] O sistema de energia fotovoltaica é uma das mais baratas maneiras de se produzir a própria energia. Esse também é um sistema de fácil instalação e baixa manutenção. […] A energia solar confere mais independência e pode ser instalada mesmo em lugares sem cobertura da rede elétrica, por meio dos sistemas off-grid. A economia total na conta de luz pode chegar até 95%. […] Além disso, para sistemas conectados à rede, toda energia excedente vira créditos com validade de até cinco anos e que podem ser usados em múltiplas propriedades. […] Por se tratar de uma tecnologia de longa vida útil, a implementação de energia solar também é vantajosa em casos de venda do imóvel (PORTAL SOLARE, 2023).
A queda nos valores da fatura de energia pode chegar a 95% e é imediata: logo após instalar o aparelho, você começa a economizar. Num sistema ligado à rede de distribuição, o consumidor apenas tem de pagar o preço correspondente aos custos de disponibilidade da rede de Baixa tenção usada pelo consumidor para ejetar energia através do medidor bidirecional instalado pela concessionária.
Segundo Portal Solare (2023) as desvantagens da energia solar da energia solar são:
[…] A maior diferença é seu custo inicial. Embora o investimento se pague em poucos anos, o custo ainda pode ser alto para alguns proprietários e até mesmo para pequenas empresas […] outro ponto fraco é que a energia não é utilizada à noite e em dias de chuva. Isso pode ser resolvido usando baterias em sistemas fora da rede e usando uma rede de distribuição em sistemas on-grid (PORTAL SOLARE, 2023).
A baixa eficiência dos sistemas de conversão de energia solar requer grandes áreas para coletar energia suficiente para tornar o projeto economicamente viável. A quantidade de energia produzida varia de acordo com o estado da atmosfera, de modo que áreas com nebulosidade frequente e chuva tendem a produzir flutuações diárias dependendo da cobertura de nuvens.
Os métodos de armazenamento de energia solar não são muito eficientes em comparação com as fontes de energia tradicionais. Além de não produzir eletricidade durante a noite, são necessários recursos para armazenar a energia produzida durante o dia em locais onde os painéis solares não estão conectados à rede elétrica.
De acordo com a Lei 14300/2022, que tributa o uso da rede elétrica pela concessionária, o regime jurídico da geração descentralizada passou a incluir a Taxa de Uso do Sistema de Distribuição (TSUD) no faturamento da conta de luz. infraestrutura da concessionária para aproveitamento da luz solar. Isso significa que cabos, postes e tecnologia (PORTAL SOLAR, 2023).
3.2 Placas de Energia Solar
O sistema de energia solar é conectado à rede de baixa tensão, também é constituído por placas solares, um ou vários inversores, uma unidade de condicionamento de energia e um equipamento de conexão à rede. Eles variam de pequenos sistemas de telhados residenciais e comerciais a grandes centrais solares de grande escala (AUDIBERT; ROUARD, 1979).
Figura 01. Exemplo de Conjunto de Placas Solares.
Fonte: Autor Próprio, (2024).
3.3 Sistemas On-grid
Esses sistemas isolados de geração de energia não precisam estar conectados à rede elétrica para produzir energia solar, daí o termo “isolado”. Muitas vezes estão localizados em áreas onde o acesso à eletricidade é limitado. A instalação é simples e prática e oferece a oportunidade de aproveitar energia e ao mesmo tempo reduzir o consumo de energia produzida por combustíveis fósseis (BENEDUCE, 1999).
Estas centrais isoladas podem produzir eletricidade durante o dia (simultaneamente ao consumo da energia produzida) e, se necessário, o excedente produzido pode ser armazenado para consumo noturno. Para otimizar a instalação solar, as instalações isoladas devem ser projetadas de acordo com as necessidades energéticas (eletricidade) do utilizador. Deve ser pesquisado e planejado justamente para saber quais dispositivos e instrumentos são adequados para esse consumo (DALMARCO, 2017).
No sistema solar fotovoltaico off-grid conhecido como sistema fotovoltaico isolado, é fornecido a energia diretamente aos aparelhos elétricos, sendo que a energia deve chegar sempre de forma permanente, o que gera um problema, pois existem variações causadas por sombreamentos, por exemplo (BLUESOL, 2017).
Para adequar as características das baterias às características do gerador solar, o que melhora o desempenho do aparelho e garante maior vida útil das baterias, é necessária a instalação de um controlador de carga para que não provoque descargas excessivas. em baterias. Para adequar as características das baterias às características do gerador solar, o que melhora o desempenho do aparelho e garante maior vida útil das baterias, é necessária a instalação de um controlador de carga para que não provoque descargas excessivas. em baterias (IDEM, 2017).
Uma escolha comum em projetos nacionais, e principalmente em sistemas domésticos isolados, é a bateria hermética de chumbo ácido para automóveis, pois as primeiras instalações constataram que o nível de eletrólito caía e a dificuldade de troca da água se tornava um problema. de problemas. Os custos anuais de instalação refletem os custos operacionais reais de manutenção e substituição e, portanto, uma bateria com pouca ou nenhuma manutenção torna-se um parâmetro importante, especialmente se os sistemas forem pequenos e localizados em áreas rurais de difícil acesso (COPETTI; MACAGNAN, 2007).
Ao orientar a aplicação do sistema para aquele que oferece maior autonomia e capacidade de fornecimento de energia, sistemas separados com espaço de armazenamento próprio tornam-se, na verdade, mais eficientes para alimentar diversos dispositivos eletrônicos durante todo o dia, inclusive sistemas de baixa atividade (VILLALVA; GAZOLI, 2012).
Os sistemas elétricos solares fora da rede (off-grid) são uma série que não depende da rede elétrica convencional para satisfazer as suas necessidades elétricas, pois não têm capacidade de comunicar com o sinal de corrente alternada da rede, o que permite a sua utilização em locais onde não existe rede de distribuição de energia elétrica (IDEM, 2012, p. 10).
De acordo com Villalva; Gazoli (2012), existem dois tipos de sistemas autônomos: com bancos de baterias ou com bancos de baterias. O primeiro pode ser utilizado para carregar baterias de veículos elétricos, na iluminação pública e até em pequenos dispositivos portáteis, enquanto o segundo, além de ser frequentemente utilizado para bombear água, é geralmente utilizado em telefones rodoviários porque não necessita de baterias para armazenar energia.
Em um sistema solar isolado, o uso de baterias ou simplesmente armazenamento de energia é necessário para atender a demanda de carga em horários em que não há ou há produção insuficiente de energia, como à noite ou durante o dia com pouca luz solar, por exemplo. dias chuvosos ou nublados. Portanto, para atender a demanda, parte da energia produzida pelos módulos solares durante o dia é armazenada nas baterias (PINHO; GALDINO, 2014).
[…] as baterias utilizadas devem ter uma longa vida útil e devem ser carregadas e descarregadas continuamente e todos os dias. Os modelos mais comumente usados são os de chumbo ácido. Outro aspecto importante a ser analisado é a eficiência de carregamento, que deve ser elevada, ou seja, deve funcionar bem mesmo com pequenas correntes de carga e descarga (IDEM, 2014. p. 18).
Portanto, o sistema isolado também pode ser implementado como sistema de bomba solar, que é composto por uma unidade geradora, um regulador de potência, uma bomba e um reservatório de água. Ao contrário dos sistemas de produção doméstica, as baterias normalmente não são usadas para armazenar cargas. Esses sistemas não utilizam armazenamento de energia porque toda a produção é entregue diretamente na rede. Este sistema é uma fonte adicional ao grande sistema elétrico ao qual está conectado. Toda a unidade é conectada a inversores e depois alimentada diretamente na rede, (PINHO; GALDINO, 2014).
4 METODOLOGIA
Este trabalho fundamentou-se em realizar de um estudo de caso comparando as faturas de uma unidade consumidora que aderiu ao sistema de geração distribuída de janeiro de 2023 a abril de 2024, levantamento de dados com documentos oficiais da unidade consumidora cliente da Amazonas Energia, comparando dados de utilização dos sistemas on-grid, situado na zona centro oeste do município de Manaus, em um determinado período a partir de janeiro de 2023 a abril de 2024. A justificativa para esta janela se deve ao fato das mudanças, passando a sérum micro gerador de energia elétrica.
Posto isto a análise dos dados terá abordagem de estudo de caso descritivo, buscando ilustrar os impactos significativos no valor da fatura de energia com a mudança para sistemas on-grid de energia solar, de forma a não depender da concessionária a não ser para ejetar o excedente na rede de baixa tensão.
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
O que os dados tornam notário é a diferença no faturamento de energia em um estudo de caso, de uma unidade consumidora que possui o sistema de geração distribuída, tendo como base o antes e o após aderir ao sistema on-grid, mostram em relação ao período dê a partir de janeiro de 2023 a abril de 2024.
É possível entender a proporção de consumo/produção de SFCR (Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede) no apartamento, pois o alvará possui maior consumo de energia no período das 18h00 às 05h00, quando não há radiação solar. Na segunda temporada, o apartamento consome a energia solar de que necessita e o restante da energia produzida é vendida à concessionária (OLIVEIRA, 2002). Dependendo da capacidade do sistema de energia solar, do tipo de ligação à rede e dos hábitos do consumidor, este pode obter lucro através do licenciante. Posto isto, a unidade consumidora em análise demonstra um antes e depois da instalação do sistema, conforme a Figura 2 demonstra a queda dos valores pago a concessionária, demostrando que a partir de agosto de 2023, o consumo foi menor por conta da geração distribuida que passou gerar energia eletrica ejetando na rede o exedente do consumo energético.
Figura 2. Demonstrativo do Consumo no período 2023 a 2024.
Fonte: Autor Próprio, 2024.
Abaixo na Tabela 1, o demonstrativo dos valores antes da intalação do sitema On-grid e depois do uso do sistema de enrgia solar.
Tabela 1: Valores x Meses, 2023 a 2024.
Fonte: Próprio Autor, (2024).
O consumidor que aderiu ao sistema on-grid teve o valor da fatura de energia reduzido pelo fato de abater o seu consumo na sua geração, tendo o excedente em bônus acumulativos. No período em que não usava o sistema de geração distribuída, o consumidor não gerava energia e não possuía excedentes. Surge uma outra proposta e método de consumo de energia, que o Brasil pode ser um enorme líder de geração de energia limpa, bem como Manaus e seu clima quente, que todo ano a energia solar é muito bem generosa.
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O consumidor da geração distribuída teve uma economia de R$ 1,033 de janeiro de 2023 a abril de 2024. A partir do uso da geração distribuída, sistema on-grid. Certamente! A geração distribuída, especificamente por meio do sistema on-grid, tem se mostrado uma opção altamente vantajosa para consumidores preocupados com a eficiência energética e a redução de custos. Entre janeiro de 2023 e abril de 2024, os consumidores que optaram por esse sistema experimentaram uma economia significativa, totalizando R$ 1.033 em suas despesas com energia.
O grande diferencial do sistema on-grid é sua capacidade de permitir que os consumidores gerem sua própria energia e, simultaneamente, permaneçam conectados à rede elétrica convencional. Isso significa que, quando a geração excede o consumo, o excedente é injetado na rede, gerando créditos para o consumidor. Esses créditos podem ser utilizados nos períodos em que a geração própria não é suficiente para suprir a demanda, o que ocorre principalmente durante a noite ou em dias nublados.
Ao aderir ao sistema on-grid, os consumidores viram uma redução notável em suas faturas de energia. Isso se deve ao fato de que puderam abater o consumo de energia gerado por eles mesmos, utilizando os créditos acumulados nos períodos em que sua própria geração não foi suficiente. Esses bônus acumulativos funcionam como uma espécie de reserva de energia, permitindo que os consumidores maximizem o uso de sua própria geração e minimizem a dependência da energia fornecida pela rede elétrica convencional.
É importante ressaltar que, nos períodos em que os consumidores não utilizaram o sistema de geração distribuída, eles não geraram energia excedente nem acumularam bônus. Isso destaca a eficiência e a economia proporcionadas pela adoção da geração distribuída, especialmente por meio do sistema on-grid. A adesão ao sistema on-grid de geração distribuída não apenas proporcionou uma redução significativa nas despesas com energia para os consumidores, mas também ofereceu uma maior autonomia e sustentabilidade energética, contribuindo para um modelo energético mais eficiente e sustentável.
REFERÊNCIAS
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ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica. Resolução Normativa Nº 482, de 17 de abr. de 2012 a 2015. Disponível em: http://www2.aneel.gov.br/cedoc/bren2012482.pdf. Acesso: 12 de mar 2024.
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CEMIG – Companhia Energética de Minas Gerais S.A. Alternativas Energéticas. 2012. Disponível em: <http://www.cemig.com.br/pt br/A_Cemig_e_o_Futuro/inovacao/Alternativas_Energeticas/Documents/Alternativas%20Energeticas.pdf>. Acesso em: 19 mar. 2023.
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