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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE BIOCIÊNCIAS
DECOL - DEPARTAMENTO DE ECOLOGIA
LILIAN FRANCIELLE O. DA FONSECA
VIABILIDADE ECONÔMICA DA IMPLANTAÇÃO DE PAINÉIS
FOTOVOLTAICOS PARA REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA
NO CAMPUS CENTRAL DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO
NORTE
NATAL-RN
JUNHO DE 2016
LILIAN FRANCIELLE O. DA FONSECA
VIABILIDADE ECONÔMICA DA IMPLANTAÇÃO DE PAINÉIS
FOTOVOLTAICOS PARA REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA
NO CAMPUS CENTRAL DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO
NORTE
Trabalho de conclusão, do curso de
graduação em Ecologia do Departamento
de Ecologia, Centro de Biociências da
Universidade Federal do Rio Grande do
Norte, apresentado como requisito para a
obtenção do título de Bacharel em
Ecologia.
Orientador: Prof. Dr. José Luiz de
Attayde.
Banca Examinadora: Mestre Alexandre
Oliveira Filippo Lopes; Profª Drª Priscila
Fabiana Macedo Lopes.
NATAL-RN
JUNHO DE 2016
RESUMO:
O Brasil vem investindo em tecnologias alternativas para geração de energia elétrica com
baixas emissões de carbono em função das preocupações ambientais das últimas décadas
quanto às mudanças climáticas. Dentre as fontes de energias renováveis, o uso de energia
solar fotovoltaica vem crescendo por ser considerada ambientalmente mais limpa que a
geração por energia hidráulica e eólica. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a
viabilidade econômica da implantação de painéis fotovoltaicos para a geração de energia
elétrica no campus central da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), visando
a redução dos impactos ambientais e das contas de energia elétrica, que apresenta atualmente
um consumo médio mensal de 2.070.756 KWh. No sistema de transformação de energia
proposto, apenas 10% da área de cobertura de telhado das edificações seriam utilizados, o que
implicaria na implantação de 11.597 painéis fotovoltaicos, com potência de 300Wp cada e
geração de potência elétrica total de 3.479 KWp que representaria uma demanda de consumo
atual anual de 31%. O investimento inicial seria de R$ 26.092.500,00, sendo 1% deste valor
destinado para manutenção e operação dos painéis. A economia anual gerada pelo sistema
seria de R$1.314.867,00 com redução de energia de R$ 172,58 MW/h. O período de retorno
simples do investimento daria-se em aproximadamente 11 anos, enquanto a vida útil do
conjunto de painéis fotovoltaicos é de 25 anos. Portanto, a utilização de painéis fotovoltaicos
para geração de energia elétrica no campus central da UFRN apresenta-se economicamente
viável e reduziria os impactos ambientais causados pela demanda de energia da instituição.
PALAVRAS-CHAVE: Energia Fotovoltaica. RETScreen. Viabilidade Econômica.
ABSTRACT:
With environmental concerns that has emerged in recent decades as climate change, Brazil is
investing in alternative technologies to create power with low carbon emissions. Among the
renewable energy sources, the use of photovoltaic solar energy is expanding because it is
considered a cleaner technology to create electricity than hydro and wind. In this context, the
aim of this study was to evaluate the economic feasibility of the implementation of
photovoltaic panels to produce electricity in the central campus of the Federal University of
Rio Grande do Norte (UFRN), with the idea of reducing environmental impacts and their
electric bills, which currently has an average monthly consumption of 2,070,756 KWh. In the
proposed energy transformation system, only 10% of the buildings roof coverage area would
be used, which would require the deployment of 11,597 photovoltaic panels, with 300W of
power creation and total electrical output of 3,479 kWp. The initial investment is R$
26,092,500.00, 1% of this amount allocated for maintenance and operation of the panels. The
annual savings produced by the system was R $ 1,314,867.00 with an energy reduction of R$
172.58 MW/h. The simple payback period of the investment would be in about 11 years, the
life of the set of photovoltaic panels is of 25 years. Therefore, the use of photovoltaic panels
to make electricity in central campus of UFRN presents economically viable and it reduces
the environmental impacts caused by the institution's energy demand.
KEY WORDS: Photovoltaics. RETScreen. Economic Viability.
1
INTRODUÇÃO
A energia fornecida pelo sol é responsável por diversos processos que ocorrem na
terra, desde a fotossíntese realizada pelas plantas até os fenômenos atmosféricos. Por meio da
energia solar é possível gerar energia elétrica através de painéis fotovoltaicos. (MENEZES,
2009). Inicialmente a tecnologia de energia fotovoltaica era utilizada apenas em lugares
remotos nas quais as linhas de transmissão das empresas do setor de telecomunicações não
chegavam (LOPEZ, 2012). Posteriormente, foi impulsionada pela corrida espacial,
levantando, assim, a importância da utilização das células para satélites (LOPEZ, 2012).
Contudo, atualmente, esta tecnologia, se mostra como uma grande alternativa de substituição
das fontes energéticas de origem fósseis, que liberam CO2 na atmosfera, um dos gases
causadores do efeito estufa. Desta forma, vários países vêm adotando políticas de incentivo ao
uso de fontes alternativas em virtude da necessidade de combater o aquecimento global
(SILVA, 2015).
A crise energética é uma questão muito debatida e desafiadora para a sociedade como
um todo (CABRAL, 2012). Com as preocupações ambientais que vêm aumentando nas
últimas décadas por causa das mudanças climáticas e, principalmente, após a crise energética
que ocorreu no Brasil no ano de 2001, surgiram alguns incentivos à autoprodução de energia
elétrica. Temos como exemplo, a publicação da Resolução nº 482/2012 da ANEEL (Agência
Nacional de Energia Elétrica), que estabeleceu conforme seu artigo 1º - “as condições gerais
para o acesso de microgeração e minigeração distribuídas aos sistemas de distribuição de
energia elétrica e o sistema de compensação de energia elétrica, que são gerados créditos de
energia que podem ser utilizados para abater o consumo nos meses subsequentes por um
período de até 36 meses (NAKABAYASHI, 2015). Dentre as fontes de geração de energia
elétrica, a geração por hidrelétricas historicamente domina a matriz de energia elétrica
brasileira. Recentemente, a importância relativa das termoelétricas e das fontes eólicas tem
crescido, contribuindo para essa diversificação. Por meio da energia fotovoltaica, o
estabelecimento da geração distribuída no país pode ser fortalecido, permitindo uma maior
variação na matriz energética brasileira (SANTOS, 2013).
A tecnologia fotovoltaica é muito promissora (SANTOS e JABBOUR, 2013). Na
última década nota-se um crescimento expressivo da energia solar fotovoltaica no mundo,
especialmente na Europa, em que há aplicação de uma forte política de tarifas fixas e de
incentivos (NAKABAYASHI, 2015). No final de 2009, a capacidade instalada de sistemas
fotovoltaicos estava próxima a 23 GW, enquanto em 2013 havia quase 139 GW de capacidade
2
instalada de sistemas fotovoltaicos instalados no mundo, uma evolução de 10.000% em um
período de 13 anos (2000 a 2013), (NAKABAYASHI, 2015). Nesses países, o aumento da
demanda e da escala de produção e o desenvolvimento tecnológico proporcionaram a redução
de preços e, em decorrência disso, a expansão do uso dessa fonte de energia alternativa
(Esposito&Fuchs, 2013). Segundo o pesquisador da Universidade de Stuttgart, em Baden-
Wurttemberg, Camilo Michalka, um grande incentivo dado nesses países desenvolvidos foi
referente ao valor pago pela energia gerada através das placas, que chega a ser maior do que a
energia que o estabelecimento consome da rede elétrica. No Brasil, atualmente, existem 95
empreendimentos com construção não iniciada e 39 em operação nos quais utilizam a fonte
fotovoltaica (ANEEL, 2016).
O referido país é um dos poucos do mundo, que recebe uma insolação (número de
horas de brilho do Sol) superior a 3000 horas por ano (LOPEZ, 2012), apresentando um ótimo
índice de radiação solar, principalmente na região Nordeste, que conta com uma incidência
média diária entre 4,5 a 6 kWh e com valores de insolação descritos como potência, típicos
entre 1752 kWh/m² a 2190 kWh/m² por ano (LOPEZ, 2012). Para comparação, a França
recebe entre 1000 kWh/m² e 1500 kWh/m² e o deserto do Saara cerca de 2600 kWh/m²
anualmente (LOPEZ, 2012). Apesar do elevado potencial para desenvolvimento de energia
solar no Brasil, ainda há obstáculos institucionais e tributários que bloqueiam o seu
crescimento (SILVA, 2015). Mesmo assim, a energia solar vem ganhando um espaço
significativo no país nos últimos anos, ainda que atualmente conte com pouco investimento.
O emprego de painéis fotovoltaicos em edificações requer um elevado investimento
inicial e tende a não ser atrativo economicamente em um primeiro momento. Em
contrapartida, quando analisado num período de tempo mais longo, o uso de painéis
fotovoltaicos se torna economicamente viável como fonte alternativa à rede tradicional de
energia, proporcionando ao consumidor uma redução de gastos com a conta mensal do
consumo de energia elétrica distribuída pelo sistema convencional (CABRAL, 2012). As
condições para o desenvolvimento da energia solar fotovoltaica estão cada vez mais
favoráveis, visto que apresenta uma trajetória de custos decrescentes ano após ano e, ao
mesmo tempo, que a energia elétrica gerada pelas fontes convencionais apresenta uma
trajetória de custos crescentes (NAKABAYASHI, 2015).
A Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN é um exemplo de uma
instituição com grande potencial para usufruir das vantagens da utilização de painéis
fotovoltaicos. Abriga atualmente uma comunidade acadêmica de 37.000 estudantes
3
(graduação e pós-graduação), 3.146 servidores técnico-administrativos e quase 2 mil docentes
efetivos em uma área de 123 hectares (PORTAL UFRN). Com essas dimensões detém um dos
maiores consumos energéticos da cidade. O Campus Central da UFRN fica localizado em
Natal/RN, cidade litorânea do nordeste brasileiro que apresenta elevados níveis de radiação
solar (5.500 a 5.700 KWh/m² diariamente) durante todo o ano (ATLAS, 1998).
Diante desses aspectos abordados, o objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade
econômica da geração de energia elétrica por meio de painéis fotovoltaicos para redução de
custos no consumo de energia do Campus Central da Universidade Federal do Rio Grande do
Norte (UFRN). Espera-se com este trabalho fornecer subsídios técnicos para o planejamento
energético e a gestão ambiental desta instituição que é uma das maiores da região Nordeste e
a maior em ensino e pesquisa do RN.
MATERIAIS E MÉTODOS
Descrição do Local de Estudo:
O estudo foi realizado no Campus Central da Universidade Federal do Rio Grande do
Norte (UFRN), Natal/RN. Nele observamos, que a demanda de consumo energético é muito
elevada, por este motivo é classificada dentro do Grupo “A” da COSERN (Companhia
Energética do Rio Grande do Norte), que caracteriza os grandes consumidores. Este
grupamento é composto por todas as unidades consumidoras com fornecimento de tensão
igual ou superior a 2,3KV, em que o modelo de tarifação aplicado é binomial. O subgrupo é
A4, ou seja, a tensão varia de 2,3 a 25KV (COSERN, 2016) e sua classificação tarifária é do
tipo horo-sazonal verde, dividida em dois períodos: o período seco, que abrange as leituras de
consumo e demanda, extraídas entre os ciclos de faturamento de maio a novembro; e o
período úmido, que abrange as leituras entre os ciclos de faturamento de dezembro a abril
(COSERN, 2016).
As contas do Campus Central são lançadas através do consumo ativo na ponta e fora
de ponta, mediante a concessionária local, COSERN. O horário de ponta trata-se do intervalo
de 17h30min às 20h30min de cada dia, isto é, o horário de 3 horas consecutivas determinado
pela concessionária, exceto sábados, domingos e feriados nacionais. Nesse horário, a demanda
e o consumo de energia elétrica têm preços mais elevados. Já o horário fora de ponta é
formado pelas 21 horas restantes de cada dia, bem como, às 24 horas dos sábados, domingos e
feriados nacionais (COSERN, 2016). O maior pico de consumo de energia ocorre no período
4
de 09h às 10h da manhã, segundo dados coletados no setor de infraestrutura, sendo esta
característica vantajosa para a instalação das placas solares, devido à utilização dos
equipamentos ocorrerem no período de insolação.
Coleta de Dados:
Para a realização desse estudo foram coletados dados sobre o consumo de energia
elétrica e suas tarifas nas duas contas contratos (Central I e II) que representam as leituras de
demanda e consumo respectivamente das zonas 1, 2 e 3 e da zona central, 4 e 5, levando em
consideração o período de fevereiro de 2015 a fevereiro de 2016. Por meio dessas contas, foi
verificado um consumo médio mensal de 2.070.756 KWh, sendo que os menores consumos
de energia ocorreram nos meses correspondentes às férias da universidade, janeiro e julho, e
os maiores, nos meses de março e maio (Figura 1).
Figura 1: Histórico do consumo ativo (MWh) de energia elétrica nas duas contas contrato (Central I e II) do
Campus Central da UFRN entre fevereiro de 2015 e fevereiro de 2016. Fonte: Contas da COSERN de consumo
de energia elétrica da UFRN.
Também foram analisadas as características das subestações, que são definidas como
um conjunto de equipamentos industriais interligados entre si com o objetivo de controlar o
fluxo de potência, modificar tensões e alterar a natureza da corrente elétrica, assim como
garantir a proteção do sistema elétrico. Em outras palavras, elas servem basicamente como
ponto de controle e transferência em um sistema de transmissão elétrico, direcionando e
controlando o fluxo energético (OLIVEIRA, 2012). A COSERN envia uma tensão
correspondente a 13.8KV para as duas subestações da UFRN (Central I e II), que rebaixam
5
esta tensão inicial para a tensão usual de 220V e 380V, ainda este ano, entrará em operação a
subestação 69KV.
Na superintendência de infraestrutura da UFRN, foram obtidos os dados de área de
cobertura de telhado das edificações do campus central, os quais são apresentados por zonas
administrativas, segundo levantamento realizado até março de 2015 (Tabela 1). Estas
informações são necessárias para dimensionar a quantidade de painéis fotovoltaicos que serão
necessários para atender a demanda de eletricidade da instituição pelo sistema proposto.
Tabela 1 - Dados de área de cobertura de telhado por zonas administrativas e área total disponível,
para implantação dos painéis fotovoltaicos, segundo levantamento realizado até março de 2015.
ZONA ÁREA DE COBERTURA (m²)
ZONA CENTRAL 16.758,39
ZONA 1 28.410,49
ZONA 2 29.390,09
ZONA 3 63.257,11
ZONA 4 34.437,21
ZONA 5 59.704,52
TOTAL 231.957,81
Fonte: Setor de Infraestrutura UFRN
Para os cálculos de viabilidade econômica do projeto, foi considerada uma área
equivalente a 10% do total da cobertura de telhado. A aplicação desta porcentagem facilita, na
avaliação do potencial de expansão para envolver, se possível, toda área. Também foi
contabilizado a tarifa de consumo da COSERN mais recente, equivalente a R$ 0,34381 por
KW/h. A cotação dos equipamentos foi realizada com a empresa Rio Solar, resultando em um
valor de 7.500 R$/kWp instalado. O módulo fotovoltaico utilizado possui as seguintes
especificações técnicas: geração de 300Wp, contendo 72 células de 156x156mm de material
semicondutor dopado de silício multi-cristalino, pesando 28kg, cada unidade fotovoltaica
dimensionando 2m² e com vida útil no sistema de 25 anos.
Geração de dados:
Para a realização desse estudo, utilizou-se o software livre RETScreen 41,
desenvolvido pelo governo do Canadá em parceria com instituições como NASA, PNUMA e
1Disponível gratuitamente para download no site: http://www.nrcan.gc.ca/energy/software-tools/7465
6
Bando Mundial. O software é uma ferramenta de planejamento baseada em Excel, que vem
sendo utilizada na análise de projetos para ajudar os tomadores de decisão, de forma rápida e
barata, a determinar a viabilidade técnica e econômica do potencial de energia renovável,
eficiência energética, como também projetos de cogeração. Atualmente, tem sido empregado
por mais de 340 mil usuários em todos os países do mundo e em mais de 400 universidades e
faculdades de ensino e pesquisa.
Na planilha inicial do software foram inseridos alguns dados gerais a respeito do
projeto como o tipo de geração, o tipo de método escolhido, o fator de capacidade, o tipo de
grid, o poder calorífico de referência e a localização dos dados climatológicos (Tabela 2). No
modelo energético, foram inseridos os valores dos parâmetros do modelo energético proposto
(Tabela 2). A potência elétrica do projeto foi calculada pelo produto da quantidade de painéis
solares e da potência individual do painel selecionado. A quantidade de painéis solares foi
calculada dividindo-se a área disponível, equivalente a 10% da cobertura de telhado das
edificações do Campus, pela dimensão de 2m² correspondente a cada painel. Na análise de
custo, o investimento inicial foi calculado pelo produto da potência elétrica e o custo cotado
do equipamento instalado. Também foi previsto o custo de 1% anual do investimento inicial
para custos de operação e manutenção.
Na planilha análise de emissões, estimou-se a redução anual das emissões de GEE
(Gases de Efeito Estufa) decorrentes do uso da tecnologia proposta, com base no fator de
emissões de GEE expresso em TCO2/MWh com Exclusão de T&D (Redes de Transmissão e
Distribuição). Para o cálculo, tomou-se como base o dado do SIN (Sistema Único Nacional)
com projeção de 2017 e do consumo de eletricidade na rede por classe do mesmo ano. Os
mesmos foram coletados a partir do plano Decenal de Expansão de Energia da Empresa de
Pesquisa Energética (EPE), que mostra a evolução das emissões de GEE no Brasil na
produção e no uso de energia.
A análise financeira é o elemento mais importante desse estudo, pois mostra a
viabilidade do sistema proposto. A economia de energia obtida pela substituição do sistema
foi calculada por meio do preço da tarifa paga pela universidade subtraída pelo custo nivelado
da energia2. A vida útil do projeto é definida em 25 anos. Não foi contabilizada na proposta a
taxa de desconto, porque a UFRN é uma instituição sem fins lucrativos. Como resultado da
análise financeira obteve-se a taxa interna de retorno, o valor presente líquido e o payback do
2 O custo nivelado da energia produzida ou LCOE (Levelized Cost of Eletricity) relaciona os custos envolvidos e
a energia gerada pelo empreendimento, ao longo de sua vida útil. (NAKABAYASHI, 2015).
7
investimento proposto. Por fim, a Análise de Sensibilidade e Risco mostrou as condições
viáveis do projeto.
Tabela 2 – Tabela dos parâmetros inseridos no Software RETScreen 4, para a análise de viabilidade do
projeto proposto.
Geração de energia elétrica: situação proposta
Abas do RETScreen 4 Parâmetros importantes
Início
Informações sobre o
projeto
Tipo de projeto Produção de eletricidade
Tecnologia Fotovoltaica
Fator de capacidade 25%
Tipo de grid Rede Isolada
Poder calorífico de referência PCI
Tipo de Método 2
Condições de
referência do
software
Localização dos dados climáticos Natal/Augusto Severo
Modelo
energético
Sistema de
eletricidade do caso
proposto
Potência elétrica 3.479 KWp
Eletricidade gerada anualmente 7.619 MWh
Preço da eletricidade demandada 343,81 $MWh
Análise de custo
(método 1)
Custos iniciais Cotação dos equipamentos 7.500R $/Kwp
Custo Inicial R$ 26.092.500
Custo anual em
O&M Definido pelo usuário 1% dos custos iniciais
Análise de
Emissões Geral
Fator de emissão GEE (Excl. T&D) 0,047tCO2/MWh
Total fator de emissão de GEE
0,058tCO2/MWh
Perdas T&D 19%
Taxa de desconto Não consideramos
Vida do projeto 25 anos
Fonte: Lopes, A. 2015, (Adaptado).
RESULTADOS
O investimento necessário para o sistema proposto é de R$ 26.092.500,00 e consiste
na instalação de 11.597 painéis fotovoltaicos com as especificações técnicas descritas na
8
metodologia. O sistema proposto irá gerar aproximadamente 7.619MW/h, o que representa
31% do consumo atual de energia elétrica da UFRN.
Os resultados da análise de viabilidade financeira mostram que o preço da tarifa paga
pela UFRN (R$ 343,81MW/h) menos o custo nivelado da energia do projeto proposto (R$
171,23MW/h), geraria uma economia de R$ 172,58 por cada MWh não consumidos da
COSERN, ou seja, R$ 1.314.867,00 ao longo de um ano (Tabela 3). Neste caso, a UFRN
deixaria de consumir energia elétrica da COSERN (R$ 0,34/kWh) para utilizar a dos painéis
com custo menor (R$ 0,17/kWh) possibilitando a viabilidade econômica do projeto pela
substituição da fonte geradora.
Tabela 3 – Resultado da análise de viabilidade financeira da proposta.
ANÁLISE FINANCEIRA
DESCRIÇÃO UNIDADE VALOR
Taxa interna de retorno (TIR) % 7,6
Retorno do capital próprio Ano 11,1
Valor Presente Líquido (VPL) R$ 32.871.671
Economia anual do ciclo de vida R$/ano 1.314.867
Razão Custo-Benefício C-B 2,6
Custo da geração de energia R$/MWh 171,23
Custo da redução de GEE R$/tCO2 2.974
Fonte: RETScreen 4.
Neste tipo de projeto é essencial estimar o valor presente líquido (Tabela 3), que nada
mais é do que a diferença entre os benefícios gerados pelo projeto e seus custos (BREALEY;
MYERS; ALLEN, 2011). Para o cálculo do VPL, os fluxos de caixa do projeto são trazidos a
valor presente, descontados a uma determinada taxa de juros (ASSAF NETO, 1994). A taxa
interna de retorno (TIR) definida como uma fórmula matemática-financeira, utilizada para
calcular a taxa de desconto que teria um determinado fluxo de caixa para igualar a zero seu
valor presente líquido, foi de 7,6%, o custo-benefício 2,26, isto é, com a substituição da fonte,
o custo-benefício da utilização das placas fotovoltaicas torna-se maior que à paga atualmente
para concessionária local. Os custos iniciais com o investimento seriam amortizados em 11
anos e um mês (retorno do capital próprio), ou seja, o tempo de retorno sobre o investimento
será pago antes do prazo de vida útil do sistema que é de 25 anos, tornando o projeto viável
9
economicamente e proporcionando uma economia anual para a UFRN de R$ 1.314.867,00 ao
longo de todo o ciclo de vida do projeto.
Como não existe um valor fixo para o custo da tarifa de energia elétrica, optou-se por
utilizar a tarifa mais recente, mas é preciso reconhecer que existe incerteza no valor desta
tarifa. Da mesma forma, também existe incerteza quanto aos custos iniciais do projeto, que
dependerão do orçamento da empresa que ganhar a licitação para a venda dos equipamentos
com as mesmas especificações técnicas. Para avaliar o impacto das variações no custo dessa
tarifa sobre os resultados do modelo, foi realizada uma análise de sensibilidade da TIR,
variando a tarifa e também os custos iniciais do investimento em até 30% (Tabela 4).
Tabela 4 - Análise de sensibilidade do projeto com variações da TIR de impostos em até 30%.
ANÁLISE DE SENSIBILIDADE
Análise de performance - TIR após impostos – capital
Fx. de sensibilidade 30%
0 % Limite
Preço Eletricidade Demandada
Custos Iniciais $
18.264,750 22.178,625 26.096,500 30.006,375 33.920b,250
$MWh Fx de
sensibilidade
-30% -15% 0% 15% 30%
240,67 -30% 7,0% 5,0% 3,4% 2,2% 1,2%
292,24 -15% 9,7% 7,4% 5,6% 4,2% 3,1%
343,81 0% 12,2% 9,5% 7,6% 6,1% 4,8%
395,38 15% 14,6% 11,6% 9,4% 7,8% 6,4%
446,95 30% 16,9% 13,6% 11,2% 9,4% 7,9%
Fonte: RETScreen 4.
Após a análise das contas de energia da COSERN durante o período de estudo,
verificou-se que houve um aumento de aproximadamente 26% no valor da tarifa durante o
ano. Como a tarifa cobrada pela COSERN sempre aumenta anualmente, a taxa interna de
retorno do capital será obtida em menos tempo do que o tempo previsto de 11 anos. A análise
de sensibilidade do retorno do capital próprio demonstra bem essa variação (Tabela 5). De
acordo com a análise de sensibilidade, se houvesse um aumento de 30% no preço da
eletricidade consumida da COSERN, isto é, passando atualmente de R$ 343,81/MWh para R$
446,95/MWh, haveria uma redução no tempo de retorno do capital inicial para 8 anos e 3
10
meses, tornando o projeto ainda mais viável e atrativo economicamente, já que se pagaria em
menos tempo.
Tabela 5 - Análise de sensibilidade do projeto com variações do retorno do capital próprio em até
30%.
ANÁLISE DE SENSIBILIDADE
Análise de performance - Retorno do capital próprio
Fx. de sensibilidade 30%
25 Anos Limite
Preço Eletricidade Demandada
Custos Iniciais $
18.264,750 22.178,625 26.096,500 30.006,375 33.920,250
$MWh Fx de
sensibilidade
-30% -15% 0% 15% 30%
240,67 -30% 11,6 14,1 16,6 19,1 21,6
292,24 -15% 9,3 11,3 13,3 15,3 17,3
343,81 0% 7,7 9,4 11,1 12,7 14,4
395,38 15% 6,6 8,1 9,5 10,9 12,3
446,95 30% 5,8 7,1 8,3 9,5 10,8
Fonte: RETScreen 4.
Por fim, a implantação dessa proposta reduziria as taxas de emissões dos Gases de
Efeito Estufa (GEE) em até 442,1 toneladas de CO2 anualmente. Para chegar neste valor,
calculou-se a eletricidade exportada para a rede (7.619MWh), multiplicada pelo total do fator
de emissão de GEE de 0,058tCO2/MWh. Convertendo esse dado em hectares de floresta,
observaria uma preservação de 40,7 hectares.
DISCUSSÃO
Os resultados mostram que o sistema proposto de geração de energia elétrica no
Campus Central da UFRN por meio de placas fotovoltaicas é economicamente viável. Sua
viabilidade é observada, devido à grande demanda de energia elétrica consumida pela
universidade. A implantação dessa proposta teria uma relevante contribuição na porcentagem
de sua auto-produção de energia, amenizando a sobrecarga da rede concessionária.
11
O consumo médio anual em 2015 foi de 24.849,82 MWh. A partir deste dado foi
realizada uma simulação de representação de demanda de energia consumida pela
universidade utilizando a geração pela COSERN e por placas fotovoltaicas. Nesta análise
obteve-se 17.230MW/h emitidos pela concessionária que representa 69% da demanda total de
consumo de energia da UFRN, enquanto a FV representaria um valor de 7.619 MW/h
equivalente a 31%.
Contudo, se apenas 10% da área de telhado supre 31% da demanda, expandindo esse
potencial de geração, tem-se que a Universidade passaria de uma grande consumidora para se
tornar uma grande geradora, ao passo que já possui toda uma estrutura elétrica, técnica e
científica. Se essa proposta for posta em prática em todo telhado, a UFRN passaria a se tornar
um centro de referencia fotovoltaico, chegando a ser o maior do Brasil.
Uma aplicação prática da implantação fotovoltaica foi realizada na fábrica de sorvetes
e água mineral, Ster Bom, especificamente em sua filial Água Natal, localizado no Distrito
Industrial de Parnamirim/RN, na qual inaugurou no início do ano passado (2015) o maior
estacionamento solar do Brasil superando o implantado na Universidade Federal do Rio de
Janeiro (UFRJ). Corresponde a uma área total de 2.871m², sendo 1.884 m² instalados no
estacionamento, que pode chegar a abrigar até 150 veículos e engloba 1.296 painéis solares.
Além do estacionamento ainda há uma área que também utiliza a mesma técnica de captação
de energia, totalizando assim, 1728 painéis fotovoltaicos na empresa (PORTAL SOLAR,
2016). O investimento inicial foi de cerca de 3 milhões com capacidade energética instalada
de 475.20 KWp e o payback do retorno do capital próprio será obtido em cerca de 6 anos. A
empresa que ganhou a licitação e promoveu a implantação foi a Energia Zero presente em
Natal/RN.
O Instituto Federal do Rio Grande do Norte - IFRN de Natal/RN, também aderiu à
utilização de placas fotovoltaicas para geração de energia elétrica em janeiro do ano corrente
através de 825 painéis solares, em uma área aproximada de 1.290m² instalados sobre o teto
dos blocos das salas de aula. Estima-se que para esse sistema serão gerados 26.200kWh
mensalmente, suprindo cerca de 11% do consumo, o que representa uma economia de R$
116,3 mil anual para o Campus, como também uma redução de 28 toneladas na emissão de
CO2/ano. Outros 6 Campus (Canguaretama, São Paulo do Potengi, Ceará-Mirim, Currais
Novos, Parelhas e São Gonçalo) e a Reitoria do IFRN já possuem usina de energia solar
caracterizando um grande avanço no Estado do RN (PORTAL IFRN, 2016).
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As vantagens desse tipo de tecnologia são inúmeras, pois exerce um papel
complementar às hidrelétricas e outras fontes, além de aliviar o aumento do pico da demanda
de energia durante o dia. No Brasil, esses picos de consumo nos meses de verão ocorrem à
tarde, entre 12h e 17h, devido à grande demanda do uso de sistemas de ar condicionado e
refrigeração. Nestas situações, sistemas FV instalados atuam como redutores de carga na rede,
pois o horário de pico de consumo coincide com a produção de energia. Adicionalmente,
como essa geração pode ser feita no local de consumo, também reduz a necessidade de novas
linhas de transmissão e aumenta a segurança energética, além de reduzir os impactos
ambientais ao longo da cadeia produtiva (WWF-Brasil, 2015).
Os benefícios ambientais associados ficam mais evidentes quando comparamos à
energia solar com fontes não renováveis, referindo-se aos custos de extração, geração,
transmissão, distribuição e uso final. Além de não haver emissões de CO2 e outros gases
poluentes, líquidos ou sólidos, durante a geração de energia elétrica com sistemas
fotovoltaicos, os volumes de emissão nas etapas industriais desse setor são baixos. A
produção de energia ao longo da vida útil desses módulos é de 8 a 17 vezes maior que a
energia consumida em sua fabricação. No processo final do ciclo de vida, mais de 85% de
seus componentes podem ser reciclados e reaproveitados, de forma que os impactos
ambientais, já bastante reduzidos, tendem a se tornar ainda menores com o passar do tempo
(WWF-Brasil, 2015).
. Um dos avanços almejados para uma maior adesão dessa tecnologia foi dado em abril
de 2015 pelo Conselho Nacional de Política Fazendária (CONFAZ), o qual definiu o
Convênio ICMS 16, de 22 de abril de 2015, autorizando alguns estados a isentar de ICMS as
operações internas no que diz respeito à circulação de energia elétrica. Desta forma, o estado
do Rio Grande do Norte, por meio da adesão ao Convênio 16/15, possibilitou uma grande
chance de obter maior economia para que o investimento inicial do cliente seja convertido em
rendimentos mais rapidamente.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Em resumo, a utilização de painéis fotovoltaicos para geração de energia elétrica no
Campus Central da UFRN apresenta-se economicamente viável, devido ao período de retorno
simples do investimento obter-se em aproximadamente 11 anos, proporcionando uma
economia em energia elétrica de R$ 172,58 por cada MW/h não consumidos ou uma
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economia ao longo do ciclo de vida de R$ 1.314.867,00 anual, bem como uma diminuição das
emissões de GEE de aproximadamente 442,1 toneladas ou 40,7 hectares de CO2. A
implantação desse sistema reduziria tanto a sobrecarga de consumo da concessionária, como
também os impactos ambientais gerados pela demanda de energia da instituição. A
concretização desse projeto torna-se ainda mais viável, através da supramencionada isenção
de ICMS. Para viabilizar a aquisição dos sistemas fotovoltaicos, ainda é necessária uma maior
adequação às isenções fiscais e tributárias, assim como maiores incentivos governamentais,
como, por exemplo, através de linhas de financiamento. Entretanto, o que atualmente
demanda maior atenção, refere-se às formas de divulgação, incentivando assim o processo de
autoprodução de eletricidade, uma vez que muitos desconhecem sua importância. O
desenvolvimento de tecnologias adequadas para a produtividade dos painéis em escala
nacional é essencial para o melhor aproveitamento das placas fotovoltaicas no projeto
analisado.
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