Glauco Diniz Duarte Bh – como calcular usina fotovoltaica
O custo de disponibilidade é uma quantidade mínima de energia que todo consumidor residencial de energia elétrica deve comprar mensalmente da distribuidora por estar conectado à rede. É um valor que remunera a distribuidora por disponibilizar a energia elétrica para as residências, mesmo sem haver consumo nenhum.
O valor mínimo que cada unidade consumidora deve pagar depende do tipo de ligação com a rede elétrica. Caso seja ligada a uma, duas ou três fases, deve pagar por uma quantia mínima de energia equivalente a 30, 50 ou 100 kWh, respectivamente. Por exemplo, caso um consumidor com ligação trifásica consuma 75 kWh em um determinado mês, ele paga na verdade por 100 kWh. O tipo de ligação da unidade consumidora (monofásica, bifásica ou trifásica) é indicado na fatura de energia.
A princípio esta cobrança parece injusta, mas a conexão com a rede elimina a necessidade de se investir em baterias, que são caras e possuem vida útil inferior aos demais equipamentos fotovoltaicos. Na verdade, a rede funciona como uma grande bateria, pois “armazena” o excedente de energia solar produzida durante o dia, para usá-lo durante a noite. Tudo isso é contabilizado através de um medidor bidirecional que mede tanto a energia solar injetada na rede quanto a energia elétrica consumida da rede.
E qual a relação desse custo com o sistema fotovoltaico?
Como o cliente deve comprar uma quantidade mínima de energia da distribuidora, o sistema fotovoltaico não deve ser dimensionado para atender à demanda energética total do cliente. Por exemplo, se um cliente tem um consumo mensal por volta de 400 kWh e está conectado à rede por uma ligação trifásica (custo de disponibilidade de 100 kWh), o sistema fotovoltaico deve ser dimensionado para gerar por volta de 300 kWh por mês. Se o sistema fotovoltaico for dimensionado para gerar todo o consumo (400 kWh), o sistema fotovoltaico custará cerca de 30% a mais sem nenhum benefício econômico adicional, já que 100 kWh devem ser obrigatoriamente pagos à concessionária.
Uma ressalva deve ser feita em relação ao autoconsumo remoto. Apenas o excedente de geração mensal pode ser alocado a outras unidades consumidoras. Consequentemente, o sistema fotovoltaico deverá suprir toda a demanda energética da unidade consumidora em que se encontra instalado.
Considerar média mensal é uma boa aproximação, mas não é recomendado para o dimensionamento final do sistema. Tanto a energia consumida quanto a energia gerada pelo sistema fotovoltaico variam ao longo do ano. Essa sazonalidade, juntamente com o custo de disponibilidade, deve ser considerada para o apropriado dimensionamento do sistema fotovoltaico.
Consideremos um estudo de caso real no qual o cliente com ligação trifásica, possui um consumo médio de 400 kWh e uma carga adicional durante o inverno devido ao uso de aquecedores elétricos. A irradiação solar, e consequentemente a geração de energia, também varia ao longo do ano.
O dimensionamento aproximado
O gráfico abaixo é o que se considera no cálculo aproximado usando média de consumo e geração que induz um dimensionamento de um sistema de 2,5 kWp (10 módulos de 250 Wp). O gráfico indica que o sistema fotovoltaico está sempre gerando 100 kWh a menos que a energia consumida pelo cliente, o que corresponde ao custo de disponibilidade. Logo, essa aproximação indica que toda energia solar gera valor, já que o consumo líquido está sempre igual ao custo de disponibilidade.
A realidade do dimensionamento aproximado
No entanto, a aproximação por média não representa a realidade. O gráfico a seguir mostra o que realmente acontece considerando a sazonalidade do consumo e da geração para o sistema de 2,5 kWp. Como pode ser visto, nos meses de fevereiro a março e agosto a outubro, há um consumo líquido inferior a 100 kWh indicando que nem toda energia solar gera valor. Por volta de 270 kWh gerados pelo sistema fotovoltaico durante o ano não representa nenhum ganho econômico para o cliente.
O dimensionamento apropriado
O gráfico abaixo foi obtido ao se utilizar uma metodologia mais apropriada considerando a sazonalidade do perfil de consumo do cliente e do perfil de geração do sistema fotovoltaico. Essa metodologia conduziu um dimensionamento de um sistema de 2.25 kWp (9 módulos de 250W) que mostrou resultados econômicos mais favoráveis ao cliente. Ao usar 9 módulos em vez de 10, o cliente tem investimento inicial e payback (tempo de retorno do investimento) reduzidos, mantendo uma economia anual na conta de luz muito similar à economia gerada por 10 módulos.
Portanto, o dimensionamento da potência instalada do sistema fotovoltaico deve ser feita de forma otimizada buscando maximizar o retorno econômico do cliente, considerando o custo de disponibilidade, a sazonalidade do perfil de consumo e do perfil de geração esperado. Esse sistema terá o investimento inicial e payback reduzidos com uma geração que evita atender a demanda energética total da unidade consumidora, minimizando a geração de energia fotovoltaica excedente desnecessária devido ao custo de disponibilidade.
