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Optimal Investment on Solar Photovoltaic System Considering Different Tariff Systems for Low Voltage Consumers Code: 07.021 V. A. Cabral¹, J. P. Lauro¹, B. H. Dias¹, I. C. da Silva Jr¹, V. H. Ferreira² UFJF¹, UFF² 14/11/2017 1

Optimal Investment on Solar Photovoltaic System ... · Optimal Investment on Solar Photovoltaic System Considering Different Tariff Systems for Low Voltage Consumers Code: 07.021

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Page 1: Optimal Investment on Solar Photovoltaic System ... · Optimal Investment on Solar Photovoltaic System Considering Different Tariff Systems for Low Voltage Consumers Code: 07.021

Optimal Investment on Solar Photovoltaic

System Considering Different Tariff Systems

for Low Voltage Consumers

Code: 07.021

V. A. Cabral¹, J. P. Lauro¹, B. H. Dias¹, I. C. da Silva Jr¹, V. H. Ferreira²

UFJF¹, UFF²

14/11/2017 1

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• Resolução Normativa nº 482, de 17 de abril de 2012, atualizada

através da Resolução Normativa nº 687 de 24 de novembro de 2015,

que entrou em vigor a partir do dia 1º de março de 2016 regulamenta a

geração distribuída no Brasil.

• Sistema de compensação de energia elétrica, também conhecido

como net metering;

• Consumidor acumula créditos que poderão ser utilizados nos

próximos 60 meses;

• Autoconsumo remoto;

• Qualquer fonte de energia renovável abaixo de 5 (MW).

• Convênio CONFAZ/ANEEL para isenção do ICMS na parcela de

energia compensada

Introdução

14/11/2017 2

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• Por que utilizar energia solar na geração distribuída?

• Facilidade na instalação;

• Modulável, permitem expansões com a simples inclusão de novos

painéis;

• Possibilidade de instalação em telhados de construções;

• Reduzidos índices de falha;

• Baixa necessidade de manutenção;

• Território brasileiro está situada na zona tropical (Alemanha

recebe 40% menos radiação solar que o local menos ensolarado

no Brasil, mas tem 8 vezes mais instalações que no Brasil);

• Custo de investimento reduzido nos últimos anos;

• Alto custo nas tarifas de distribuição.

Introdução

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• Crescimento de instalações de geração distribuída com base em

geração solar por ano.

Introdução

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Figura 1 - Crescimento do número de instalações de geração fotovoltaica por

ano no Brasil.

1 51 281

1396

6001

2012 2013 2014 2015 2016

Antes da REN687: 2.397 instalaçõesDepois da REN687: 5.333 instalações

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• Consumo de disponibilidade: Valor mínimo a ser pago pelo consumidor

caso ele consuma uma quantidade de energia inferior ao limite imposto

a ele de acordo com a tipologia da sua entrada de energia:

• 30 kWh, se monofásico ou bifásico a 2 (dois) condutores;

• 50 kWh, se bifásico a 3 (três) condutores; ou

• 100 kWh, se trifásico.

• O valor cobrado é referente ao valor mínimo de consumo valorado à

tarifa vigente, não sendo objeto de nenhum tipo de compensação.

Metodologia

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• Tarifa convencional

• Consumidores conectados em baixa tensão

• Monômia e não horosazonal.

• Tarifa Branca

• Opcional a partir de 2018 para consumidores de baixa tensão;

• Monômia e horo-sazonal;

• Consumo de disponibilidade é obtido através da comparação monetária com a tarifa

branca.

Metodologia

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Tarifa Única [R$/MWh] R$ 494,14

Tarifa Fora Ponta [R$/MWh] R$ 397,75

Tarifa Intermediária [R$/MWh] R$ 616,43

Tarifa Ponta [R$/MWh] R$ 960,96

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• Energia faturável

Metodologia

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Consumo

Geração

Consumo de

disponibilidade

Consumo de

disponibilidadeConsumo de

disponibilidade

Geração

Situação 1 Situação 2 Situação 3

O consumidor não gera créditos e paga apenas o

consumo de disponibilidade.

O consumidor paga, além do consumo de disponibilidade, o montante consumido e não

compensado.

Geração

O consumidor gera créditos e paga apenas o consumo de

disponibilidade.Para a Tarifa branca é feita a mesma analise por posto tarifário, podendo haver compensação de excedente de geração entre os postos, respeitando o fator de

compensação.

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Metodologia

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ALGORITMO DA ANÁLISE DO INVESTIMENTO

1: Inicialização dos dados do sistema

2: Cálculo da Geração Solar ao longo da vida útil

3: Diferença entre o que foi gerado e consumido

4: Se tarifa branca

5: Compensação de geração e consumo em diferentes postos tarifários

6: Para cada ano ao longo da vida útil

7: Para cada mês ao longo do ano

8: Se o tempo do sistema é maior que 5 anos

9: Cancelamento dos créditos vencidos

10: Cálculo do montante de energia a ser pago pelo consumidor

11: Montagem do fluxo de caixa

12: Cálculos de Payback e TIR

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¹ Quadro de proteção CC, kit de perfis e conexões para fixação dos painéis no telhado,

cabos e terminais.

² Valores listados foram pesquisados em março 2017.

Resultados

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Dados do Painel Solar utilizado na análise ²

Modelo Canadian CSI CS6P

Potência máxima [W] 265

Tensão na potência máxima [V] 30,6

Corrente na potência máxima [A] 8,66

Preço [R$] R$ 749,00

Dados do Sistema utilizado na análise ²

Inversor de frequência Fronius Galvo R$ 8.190,00 ~ R$ 27.590,00

Equipamentos periféricos ¹ R$ 2.417,30 ~ R$ 22.046,10

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Resultados

14/11/2017 10

R$100

R$200

R$300

R$400

R$500

R$600

R$700

R$800

R$900

R$1.000

R$

/MW

h

TARIFA COM IMPOSTOS BANDEIRA VERMELHA ENERGIA FV

Figura 2 - Comparativo entre os valores de tarifa de energia vigentes para cada distribuidora

brasileira acrescidos ao valor da bandeira tarifária e o custo médio de geração solar

fotovoltaica para cada região.

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Resultados

14/11/2017 11

Consumo de energia mensal e por posto horário para cada tipo de consumidor em análise

Consumidor Consumo Mensal [kWh] Fora Ponta Ponta Intermediário

Residência 1 200 58% 25% 17%

Residência 2 250 77% 14% 9%

Supermercado 6.321 75% 15% 10%

Bar 4.586 71% 20% 9%

Comércio 6.551 87% 8% 5%

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Resultados

14/11/2017 12

Figura 3 - Geração solar fotovoltaica versus consumo de energia em kwh para o consumidor

comercial

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324

Horas do Dia

RESIDÊNCIA 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324

Horas do Dia

RESIDENCIA 2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324

Horas do Dia

SUPERMERCADO

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324

Horas do Dia

COMÉRCIO

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324

Horas do Dia

BAR

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Resultados

14/11/2017 13

Valores de TIR e Payback descontado em função do

número de painéis na Tarifa Convencional.

Residência 1

Valores de TIR e Payback descontado em função

do número de painéis na Tarifa Branca.

Arranjo de painéis com maior TIR e menor Payback descontado.

Tarifa Maior TIR TIR Menor Payback Payback Descontado

Convencional 7 painéis 12% 7 painéis 249 meses

Branca 6 painéis 12% 6 painéis 243 meses

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Resultados

14/11/2017 14

Valores de TIR e Payback descontado em função do

número de painéis na Tarifa Convencional.

Residência 2

Valores de TIR e Payback descontado em função

do número de painéis na Tarifa Branca.

Arranjo de painéis com maior TIR e menor Payback descontado.

Tarifa Maior TIR TIR Menor Payback Payback Descontado

Convencional 9 painéis 14% 8 painéis 196 meses

Branca 8 painéis 14% 8 painéis 189 meses

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Resultados

14/11/2017 15

Valores de TIR e Payback descontado em função do

número de painéis na Tarifa Convencional.

Supermercado

Valores de TIR e Payback descontado em função

do número de painéis na Tarifa Branca.

Arranjo de painéis com maior TIR e menor Payback descontado.

Tarifa Maior TIR TIR Menor Payback Payback Descontado

Convencional 65 painéis 22% 63 painéis 91 meses

Branca 65 painéis 24% 74 painéis 109 meses

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Resultados

14/11/2017 16

Valores de TIR e Payback descontado em função do

número de painéis na Tarifa Convencional.

Bar

Valores de TIR e Payback descontado em função

do número de painéis na Tarifa Branca.

Arranjo de painéis com maior TIR e menor Payback descontado.

Tarifa Maior TIR TIR Menor Payback Payback Descontado

Convencional 65 painéis 22% 63 painéis 91 meses

Branca 65 painéis 24% 74 painéis 104 meses

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Resultados

14/11/2017 17

Valores de TIR e Payback descontado em função do

número de painéis na Tarifa Convencional.

Comércio

Valores de TIR e Payback descontado em função

do número de painéis na Tarifa Branca.

Arranjo de painéis com maior TIR e menor Payback descontado.

Tarifa Maior TIR TIR Menor Payback Payback Descontado

Convencional 65 painéis 22% 63 painéis 91 meses

Branca 15 painéis 24% 75 painéis 109 meses

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Resultados

14/11/2017 18

Figura 4 - Valores de TIR em função do consumo médio mensal de energia, em

kWh, para a tarifa convencional e branca, comparados com o valor da TMA.

RESIDÊNCIA 1

RESIDENCIA 2

SUPERMERCADO

COMÉRCIO

BAR

Page 19: Optimal Investment on Solar Photovoltaic System ... · Optimal Investment on Solar Photovoltaic System Considering Different Tariff Systems for Low Voltage Consumers Code: 07.021

Resultados

14/11/2017 19

Figura 5 - Valores de Payback em função do consumo médio mensal de energia, em

kWh, para a tarifa convencional e branca.

RESIDÊNCIA 1

RESIDENCIA 2

SUPERMERCADO

COMÉRCIO

BAR

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• Consumidores Residenciais:

• Taxa de retorno do investimento é muito próxima entre as duas tarifas;

• Payback diminui com o aumento do consumo médio mensal;

• Geração solar se apresenta viável a partir de um consumo médio mensal de 175

kWh.

• Consumidores comerciais:

• Variação no número de painéis não apresentam grandes variações na TIR;

• Para consumidores com maior consumo na ponta verificou-se que a tarifa branca

apresenta um retorno melhor do que a tarifa convencional a partir de 1.900 (kWh);

• Através do payback, a tarifa convencional se torna mais atrativa;

• Para consumidores com maior consumo no horário de ponta, verificou-se que a

tarifa branca apresenta uma TIR maior ou igual àquela obtida pela tarifa

convencional.

Conclusão

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• Fatores a serem levados em consideração para a escolha de um

sistema de geração solar fotovoltaico:

• Tarifa a qual o consumidor estará submetido;

• Perfil de consumo diário;

• Estratégia do investidor.

• Tarifa convencional apresenta um payback menor;

• Tarifa branca apresenta uma viabilidade maior, quando considerada a

TIR;

• Relação existente entre a viabilidade do sistema e o perfil de consumo

horário mostra que o controle do consumo pelo lado da demanda pode

ser uma alternativa que leve o sistema a apresentar uma rentabilidade

ainda maior.

Conclusão

14/11/2017 21

Page 22: Optimal Investment on Solar Photovoltaic System ... · Optimal Investment on Solar Photovoltaic System Considering Different Tariff Systems for Low Voltage Consumers Code: 07.021

Dúvidas?

Obrigada!

Janaina de Paula Lauro – UFJF

[email protected]

Vinícius Albuquerque Cabral – UFJF

[email protected]

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