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GD: Planejamento Preliminar de Sistemas Fotovoltaicos de Grande Porte

30/09/2021

GD: Planejamento Preliminar de Sistemas Fotovoltaicos de Grande Porte

Empresas integradoras que desejam atender clientes de grande porte, como municípios, precisam se atentar aos detalhes técnicos do projeto fotovoltaico. Elas devem ouvir os desejos e necessidades do cliente para ter uma ideia inicial do caminho a seguir. O contratante pode ter uma noção vaga do que procura ou muito bem definida e documentada; em ambos os casos, a contratada precisa validar sua viabilidade.

O primeiro ponto a considerar é a identificação das unidades consumidoras para as quais o sistema pretende gerar eletricidade a ser compensada, bem como onde esse sistema será instalado. O objetivo, nesta fase, é determinar a modalidade de geração distribuída a ser adotada. 

O segundo passo é dimensionar o sistema e verificar se a área disponível para o gerador fotovoltaico é suficientemente grande para atender o consumo de energia elétrica demandado pelas unidades consumidoras, bem como considerar se o sistema será montado em telhado ou solo.

Em terceiro lugar, é importante reavaliar a ideia original do projeto com base nos impedimentos levantados, como inadequação da área pretendida, radiação solar insuficiente ou falta de segurança para a instalação de um sistema fotovoltaico. Isso pode levar à troca do local e mesmo à escolha de uma modalidade de geração diferente.  

Confira, a seguir, um passo a passo do planejamento de um projeto de energia solar fotovoltaica para uma avaliação técnica e econômica preliminar, que pode ser feito tanto pela equipe técnica do contratante ou da contratada. É essencial que o planejamento final da concepção do sistema e a avaliação do local sejam feitos por um profissional especializado.

 

PASSO 01: Modalidade de Geração Distribuída

A primeira grande pergunta a responder é se o sistema gerador de energia solar fotovoltaica e a unidade consumidora estão no mesmo local.

Se sim, é necessário verificar se o sistema de energia solar irá gerar energia para mais de uma unidade consumidora:

  • Se sim, a modalidade é condomínios.
  • Se não, geração junto à carga.

Caso o sistema gerador e a unidade consumidora não estejam no mesmo local, é necessário saber se o gerador produzirá energia para um mesmo CPF ou CNPJ:

  • Se sim, autoconsumo remoto.
  • Se não, geração compartilhada (consórcio ou cooperativa).

 

PASSO 02: Consumo de Eletricidade

Compreender os padrões de consumo de energia elétrica das unidades consumidoras que receberão os créditos de energia do projeto fotovoltaico é um passo essencial para dimensionar o sistema. O sistema fotovoltaico pode ser projetado para satisfazer uma fração considerável do consumo de eletricidade da unidade consumidora, se houver área suficiente e recursos financeiros iniciais disponíveis. Essa decisão dependerá das necessidades energéticas, das expectativas e da disponibilidade do local e das restrições orçamentárias para o projeto. Para calcular o consumo de energia elétrica, pegue a fatura de energia mais recente das unidades consumidoras escolhidas e calcule quanta eletricidade foi consumida em um ano. Utilize esse valor no PASSO 4.

 

PASSO 03: Irradiação Solar

A irradiação solar é a quantidade de energia solar que atinge uma superfície por unidade de área durante um determinado período. É geralmente expressa em uma unidade de Wh/(m². dia). Identificar a irradiação solar onde o sistema fotovoltaico será instalado é um passo essencial para dimensionar o sistema necessário para atender um determinado consumo de energia. Esta etapa visa quantificar a quantidade média de irradiação solar que chegará nos módulos fotovoltaicos por dia num ano. Vale descobrir a irradiação média anual no município onde o sistema fotovoltaico será instalado (tal informação pode ser acessada em: http://labren.ccst.inpe.br/atlas_2017.html). O número aqui encontrado será utilizado no PASSO 4.

 

PASSO 04: Potência Nominal no Sistema FV

Com o consumo anual de energia elétrica e os números de irradiação solar em mãos, é possível estimar a potência nominal fotovoltaica necessária para atender a produção anual de eletricidade esperada. A tabela ao final deste artigo apresenta aproximações da potência nominal (em kWp) que o sistema FV deveria ter para satisfazer o consumo de eletricidade requerido. Tal tabela considera uma Relação de Desempenho (RD) conservadora de 75%. Vale lembrar que RD é o quociente da energia efetivamente produzida (utilizada) em relação à energia que seria produzida por um sistema “perfeito” operando continuamente em Condições de Teste Padrão (CTP) sob a mesma irradiância.

 

PASSO 05: Área Necessária

Uma vez estimada a potência nominal do sistema fotovoltaico, pode-se calcular quantos módulos serão necessários e, consequentemente, a área que a instalação fotovoltaica irá ocupar.

 

PASSO 06: Telhado ou Solo?

Com base no PASSO 5, é possível avaliar agora se a área disponível atende à dimensão requerida para instalar o sistema fotovoltaico que foi dimensionando no PASSO 4. O sistema será montado no telhado ou no solo?

Se for montado no telhado, lembre-se que o azimute e a inclinação do telhado podem não estar nas condições ideais que foram consideradas nos cálculos (muito provavelmente não estarão) e que pode haver obstruções de sombreamento. Por conseguinte, deve-se considerar que a área calculada poderá ter de ser maior para satisfazer as expectativas de produção de eletricidade. Estas considerações ajudarão a avaliar se o local escolhido apresenta uma alternativa viável.

 

PASSO 07: Medidas e Considerações de Segurança

Dependendo se o sistema fotovoltaico será montado no solo ou no telhado, as medidas e as considerações de segurança podem ser diferentes.

Telhado

  • Deve-se avaliar as condições elétricas do edifício onde o sistema fotovoltaico será instalado. Por exemplo, são necessárias remodelações/atualizações da rede elétricas da edificação?
  • As condições estruturais do telhado devem suportar o peso adicional permanente dos módulos FV. Um profissional qualificado deve ser consultado para avaliar as condições estruturais do telhado.
  • As condições climáticas também devem ser levadas em conta, por exemplo, áreas com ventos fortes. Isto pode revelar a necessidade de algum tipo de reforço para o suporte fotovoltaico e para a estrutura do telhado.

Solo

Os sistemas FV montados no solo são mais susceptíveis ao vandalismo, ao crescimento da vegetação, à acumulação de poeira na superfície dos módulos e as novas construções circundantes que podem causar sombreamento no futuro. O município deve considerar as seguintes questões:

  • Existem quaisquer restrições de zoneamento ou de uso do solo nesse local?
  • Qual é o tipo do solo?
  • Existem quaisquer requisitos mecânicos para a instalação de estruturas de suporte?
  • A área é propensa a inundações?
  • Quais são os requisitos de manutenção?
  • Qual é o tipo de solo e a probabilidade de recalque?
  • Existem quaisquer requisitos de segurança que possam ser necessários para evitar o vandalismo, como cercas, guardas e/ou câmeras de segurança?

 

PASSO 08: Reavaliação

Depois de passar pelas 07 etapas, pode-se perceber que algumas das ideias iniciais do projeto não sejam tão viáveis como pareciam após uma primeira análise. O local que foi inicialmente considerado para a instalação do sistema fotovoltaico pode não ser capaz de suportar o peso dos equipamentos ou pode não ser suficientemente grande para atingir a produção de energia elétrica pretendida. Pode até ser necessário reconsiderar a modalidade de geração distribuída inicialmente definida. Se for esse o caso, deve-se reiniciar o processo de preparação do projeto no PASSO 1.

 

Fonte: C40 Cities Finance Facility e ABSOLAR

Foto de Gustavo Fring on Pexels

Ábaco para encontrar a potência nominal do sistema FV (kWp) para satisfazer um consumo anual de eletricidade numa região com uma dada irradiação solar.

Ábaco para encontrar a potência nominal do sistema FV (kWp) para satisfazer um consumo anual de eletricidade numa região com uma dada irradiação solar.

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