Gerenciamento pelo Lado da Demanda de Energia Elétrica visando Minimizar o Custo

dos Consumidores Residenciais

Autores: Ricardo de Avila Geisler, Leonardo Augusto Somer, Leonardo Guzi, Fernando Oda SeifertOrientador: Profº Rubipiara Cavalcante Fernandes

1.INTRODUÇÃOEste estudo tem como objetivo principal analisar a geração de energia solar fotovoltaica pelo consumidor e ilustrar uma possível gestão energética de seu consumo, conjugado com o uso de tarifas de energia diferenciadas em função do período de utilização da energia elétrica, que possui preços diferenciados em função do carregamento do sistema. Além disso, pretende-se apresentar os benefícios da energia produzida de forma sustentável em pequenas centrais de geração em residências, aliadas às práticas de um melhor uso da energia com o emprego de equipamentos/materiais mais inteligentes/eficientes, ou seja, possibilidades de gerenciamento pelo lado da demanda. Para isso foi realizado um estudo comparativo que verificou a análise de viabilidade técnico-econômica de investimento em microgeração fotovoltaica residencial considerando as opções de Tarifas horárias (Time of Use Tariff), que de certa forma proporciona ao consumidor residencial um melhor gerenciamento no uso da energia elétrica, e implica mudanças nos hábitos de consumo.

Palavra Chave: Gerenciamento pelo Lado da Demanda, Tarifa Convencional, Tarifa Branca, Microgeração.

2. METODOLOGIANo presente trabalho, tomou-se como base a Resolução Normativa nº 482, de 17 de abril de 2012 (AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, 2012c) e a Nota Técnica nº 311/2010 (AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, 2011a), entre outras fontes e estudos realizados nestas duas áreas. Fez-se uso também de dados obtidos a partir de um banco da empresa SMA Solar Technology AG, que disponibiliza os valores provenientes de uma unidade solar geradora de energia elétrica com capacidade instalada de 2 kWp.Também foi feita uma coleta de dados referentes às curvas de carga dos consumidores residenciais da classe B1; aos valores de produção de energia solar do módulo fotovoltaico; aos valores de tarifas de energia aplicados pela CELESC, conforme Resolução n°1322, de 31 de julho de 2012; e aos valores relacionados ao custo de implantação do sistema de Microgeração.Para concluir a pesquisa foi feita uma leitura de todos os gráficos, tabelas e valores encontrados com a formulação das curvas de cargas, tarifas e entre outros aspectos relacionados com a forma de consumo, horários de ponta, fora de ponta, por exemplo.

3. ESTUDO DE CASO A Figura 1 a seguir mostra, a título de exemplo, a curva de carga típica de consumidores residenciais em dias úteis com consumo de energia na faixa entre 300 a 500 kWh de carga que se enquadram na faixa abrangente da Tarifa Branca.

FIGURA 1- Curva de carga típica de consumo em dias úteis. Fonte: FRANCISQUINI, 2006.

Após a obtenção das curvas de carga, foi necessário buscar os dados das tarifas de energia elétrica para o Grupo B1. Para este fim, utilizaram-se os dados da Distribuidora CELESC (AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, 2012b).Como fonte de microgeração, foi utilizado como base os dados provenientes de um módulo de produção de energia solar com capacidade de 2 kWp, instalado na Universidade Federal de Santa Catarina.O gráfico da Figura 2 apresenta a demanda de energia do consumidor B1 e a geração média de energia fotovoltaica do módulo de 2 kWp.Se considerarmos os valores de exportação de energia do consumidor para a rede de distribuição como sendo negativos e os valores de importação de energia da rede de energia elétrica como sendo positivos, teremos a seguinte curva de carga resultante, conforme demonstrado na Figura 2.Para posterior visualização do tempo de retorno do investimento, os custos de instalação do sistema precisaram ser estabelecidos. Foi adotado um custo de 5.000 euros/kWp instalados, assumindo que esses custos declinam 5% ao ano, que o sistema tem um custo de manutenção de 1% também ao ano e que serão utilizados por 25 anos (RÜTHER et al, 2008). Os custos relacionados com a implantação do sistema foram distribuídos na seguinte proporção: painéis (60%), instalação (15%), materiais de instalação (10%) e inversor (15%) (RÜTHER, 2004).

x

FIGURA 2 - Demanda de energia e geração solar e Demanda de energia decrescida da geração solar. Fonte: Elaborado pelo autor.

Desta forma, o custo total de instalação de um sistema de 2 kWp a uma taxa cambial de R$3,00/euro (cotação feita dia 1 de outubro de 2013), e uma taxa de juros de 8% a.a, resulta em uma quantia de R$22.500,00. Considerando os custos de manutenção para toda a duração do sistema, o custo total do sistema totaliza em R$24.901,82.Com a demanda de consumo e geração estabelecidos, foi realizado o cálculo para avaliar o impacto resultante no preço da energia no mês entre as tarifas e também entre a utilização do modulo de energia solar ou não, os resultados estão apresentados na Tabela 1.

TABELA 1 - Valores das Simulações do preço da Energia

O modelo Net Metering, sistema de compensação de energia, adotado no Brasil, é um mecanismo em que a energia é absorvida ou transportada para a rede de forma instantânea. O pico de energia do consumidor residencial se dá no horário das 18 às 21 horas, e é justamente nesse horário que a Tarifa Branca tem o maior valor devido ao horário de ponta. Como a geração solar fotovoltaica tem seu pico de produção no período vespertino, o preço pago pela distribuidora na modalidade tarifária branca é o menor possível, o que não contribui para uma redução na fatura de energia.

4. CONSIDERAÇÕES FINAISO investimento na implantação do sistema fotovoltaico de Microgeração não se tornou atrativo do ponto de vista econômico, dado que seu retorno financeiro é superior à vida útil de um painel solar. Traduzindo em números, a economia mensal com o uso do sistema de geração solar é de R$ 66,01 (R$ 792,12 ao ano), um valor que faz com que o retorno do investimento seja muito longo.É também importante lembrar que os valores utilizados neste estudo são resultados de uma média de toda a produção anual do sistema solar fotovoltaico.Com relação à Tarifa Branca, percebe-se a não redução na conta mensal, recomendando a permanência na Tarifa Convencional. Para que a Tarifa Branca apresentasse um desconto mais expressivo seria necessária a mudança de hábitos do consumidor.

5. REFERÊNCIASAGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. Estrutura Tarifária para o Serviço de Distribuição de Energia Elétrica – Nota Técnica nº 311/2011-SRE-SRD/ANEEL. Brasília, 17 de novembro de 2011. 74 p. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/cedoc/nren2011464.pdf> > Acesso em: 22 mar. 2014.AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. Resolução Homologatória nº 1.322, de 31 de Julho de 2012.. 16 p. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/cedoc/reh20121322.pdf> > Acesso em: 22 mar. 2014.AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. Resolução Normativa n. 482, de 17 de abril de 2012. 6 p. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/cedoc/bren20 12482.pdf> > Acesso em: 22 mar. 2014.FRANCISQUINI, A. A. “Estimação de Curvas de Carga em Pontos de Consumo e em Transformadores de Distribuição” Master. teses, UNESP, Ilha Solteira-SP, 2006.RÜTHER, R. Edifícios Solares Fotovoltaicos: O Potencial da Geração Solar Fotovoltaica Integrada a Edificações Urbanas e Interligada à Rede Elétrica Pública no Brasil. Editora UFSC/LABSOLAR Florianópolis, 2004.RÜTHER, Ricardo et al. PROGRAMA DE TELHADOS SOLARES FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE ELÉTRICA PÚBLICA NO BRASIL. Fortaleza, 2008. 10 p.SMA SOLAR TECHNOLOGY AG. Fotovoltaica - UFSC - 2kW. Disponível em: <http://www.sunnyportal.com/Templates/PublicPageOverview.aspx?page=7d255403-457d-4472-9438-7d7b59bbc1e7&plant=9e74494f-8850-4508-a49a-3e10dc6e3d96&splang=pt-pt> Acesso em: 20 mar. 2014.

Valor Mensal da Conta de Energia Eletrica (Reais)

Com Fotovoltaica Sem Fotovoltaica

Tarifa Convencional 63,64 129,65

Tarifa Branca 79,02 145,03